[发明专利]一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置及其检测方法，该检测装置包括：电源单元、FBAR传感单元、甚高频信号处理单元并安装在SF6互感器的SF6气体空间内，电源单元与FBAR传感单元、甚高频信号处理单元相连接并为其提供工作电源，所述FBAR传感单元与甚高频信号处理单元相连接；FBAR传感单元产生一个与气体分解物浓度相关的甚高频输出信号和一个固定频率的甚高频参考信号并发送给甚高频处理单元，所述甚高频信号处理单元对两个甚高频信号进行混频处理，得到频率差值并发送至SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置。本发明利用FBAR传感单元测量SF6互感器内气体分解物浓度，提高了SF6互感器内气体分解物检测的准确性，实现了互感器中气体状态的实时监测功能。

技术领域

本发明属于互感器技术领域，尤其是一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置及其检测方法。

背景技术

SF6互感器是以SF6气体为绝缘介质并密封在SF6气箱内部的互感器。由于SF6气体具有绝缘性能优良、运行维护相对简单等特点，因此，SF6互感器得到了越来越广泛的应用。

当SF6互感器内部发生局部放电等缺陷时，SF6气体会在强电场作用下产生H₂S等气体分解物，通过检测气体分解物便可以有效判断内部缺陷类型。传统方法对低场强区气体取样后进行检测，取样部位距离气体分解物产生部位比较远，而且气体分解物经互感器内部吸附剂吸收后浓度降低，影响了检测灵敏度，取样不当时还可能造成SF6气体压力下降等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、检测灵敏度高、方便快捷且实时性强的SF6互感器内气体分解物无源检测装置及其检测方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置，包括电源单元、FBAR传感单元、甚高频信号处理单元并安装在SF6互感器气箱内部，所述电源单元与FBAR传感单元、甚高频信号处理单元相连接为其提供工作电源，所述FBAR传感单元与甚高频信号处理单元相连接；所述FBAR传感单元产生一个与气体分解物浓度相关的甚高频输出信号和一个固定频率的甚高频参考信号并发送给甚高频处理单元，所述甚高频信号处理单元对两个甚高频信号进行混频处理，得到频率差值并发送至SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置。

而且，所述电源单元为感应电源单元

而且，所述感应电源单元由带气隙的软磁材料铁芯及线圈组成并安装在SF6互感器漏磁场区，该感应电源单元在SF6互感器工作时产生的工频电磁场作用下，产生两路幅值相同、波形相反的输出电压，为FBAR传感单元、甚高频信号处理单元提供工作电源。

而且，所述FBAR传感单元包括一个两面覆盖多孔薄膜的FBAR传感器和一个两面密闭的FBAR传感器，所述两面覆盖多孔薄膜的FBAR传感器在基层材料表面覆盖纳米级多孔薄膜，用于吸收气体分子，所述两面密闭的FBAR传感器表面采用密闭薄膜，在感应电源单元施加电压后，多孔薄膜的FBAR传感器产生与气体浓度相关的甚高频输出信号，两面密闭的FBAR传感器产生固定频率的甚高频参考信号。

而且，所述多孔薄膜的FBAR传感器和两面密闭的FBAR传感器具有相同的基层材料厚度及温度—频率特性。

而且，所述甚高频信号处理单元由两个信号隔离电路、信号比较电路、信号放大电路及无线传输电路构成；两个信号隔离电路分别与两个FBAR传感单元相连接，对感应电源单元输出进行过滤并隔离低频信号，同时将两个FBAR传感单元输出的两路甚高频信号传递到信号处理电路；所述信号处理电路对两路甚高频信号进行混频处理得到差频信号，若两个甚高频信号频率差超过设定的阈值，则将差频信号调制后送入信号放大电路；所述信号放大电路对差频信号进行放大并传给无线传输电路；所述无线传输电路将差频信号调制到吉赫兹频段载波上，并通过小型集成式天线发送至SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置。