SF6分解气体在线红外光谱检测系统设计

SF6气体在放电或过热时会发生电离和分解,产生多种气体分解物。这些分解物会影响电气设备的绝缘性能。但现有的红外气体检测手段均无法对SF6分解气体进行现场在线测量。根据实际需求,本文根据光栅分光的原理设计了一种红外光谱检测系统。该系统可对SF6分解气体的成分和含量进行实时测量,可在电气设备带电运行的状态下进行在线测量。测量数据为分析设备的性能和安全状况提供有力的依据。     

SF6气体泄漏红外成像检测的技术分析和应用探讨

本文阐述了SF₆气体泄漏红外成像技术原理,总结了检测工作相关的技术标准,结合技术原理对检测工作中的影响因素进行了重点分析,并提出了相应对策,通过技术比较分析了SF₆气体泄漏红外成像的技术特点,据此提出了技术应用的策略,以更好地开展SF₆气体泄漏红外成像检测,提高开关、互感器、套管、变压器等SF₆气体绝缘设备缺陷巡检质量。     

基于红外复合光学原理的SF6气体分解产物现场检测方法

为最大化屏蔽光学信号对气体浓度的影响，获得高浓度的SF₆气体分解产物，提出基于红外复合光学原理的SF₆气体分解产物现场检测方法。选择适宜的复合性光学材料，在初始应用结构的作用下，求取具体的红外成像参数，完成对红外复合光学原理作用方法的初步分析。按需设置微流红外气体传感器，根据SF₆分子谱线的分布形式实施对异常峰值的剔除处理，实现基于红外复合光学原理的SF₆气体分解产物现场检测方法的设计。对比实验结果表明，在满足红外复合光学原理作用条件的情况下，光学信号不会对气体浓度产生明显影响，这对于获取高浓度的SF₆气体分解产物能够起到促进性影响作用。     

基于三直方图均衡的SF6红外图像对比度增强方法

电力设备SF₆泄漏气体红外图像容易淹没在背景中，肉眼难以辨识低对比度图像中泄漏气体情况，给电力设备检修带来了困扰。提出了基于三直方图均衡的SF₆红外图像对比度增强方法。首先，利用三样条插值拟合图像直方图得到二阶连续曲线，计算每个灰度级对应的一阶导数绝对值。其次，根据一阶导数绝对值和直方图分布划分直方图为两个波峰和一个相对平坦的波谷区域；最后，根据波峰和波谷将直方图分为3个子图，对3个子图分别进行直方图均衡后合并为增强图像。为了验证算法有效性，对现场拍摄的电力设备SF₆泄漏低对比度红外视频流进行增强，并与CLAHE和双直方图均衡算法进行对比。实验结果表明：本文方法在提升图像的整体对比度同时增强了泄漏气体与周围图像的对比度，提升泄漏气体红外图像视觉效果，相比于CLAHE和双直方图均衡方法，本文获得的峰值信噪比和均方根对比度值更高，增强后的图像质量更好。     

2250kV半柔软型SF6绝缘高压脉冲传输线的研制

为了传输高压脉冲,设计了半柔软型SF6压缩气体绝缘高压脉冲传输线。根据使用要求,该传输线采用了SF6压缩气体作为绝缘,聚苯醚(PPO)绝缘垫片作为内外导体之间的支撑结构,同时内外导体均采用轧纹结构大大提高了传输线的柔软性。为实际工程使用安全性考虑,传输线外层设计了不锈钢丝铠装结构作为抗拉元件。试验结果表明,该传输线可承受的峰值电压高达到2 250kV,衰减系数为0.016dB/m,截止频率为625MHz,各项性能指标均满足要求,可用于传输高压纳秒脉冲信号。     

3~5μm红外天空亮度测量的多元定标模型

传统一元定标法测量红外天空亮度,面临诸多困难,如测量易受环境温度变化影响、仪器动态范围不足等。提出增加积分时间为自变量的二元定标模型,解决了仪器动态范围不足的问题;然后通过改变环境温度的系列实验,掌握了二元定标模型中仪器辐射随环境温度变化的规律;基于此,提出再增加环境温度为自变量的三元定标模型。实验数据表明,三元模型与实测数据拟合程度很高,相关系数为1.000,模型参数a、b、d,95%置信度的相对不确定度均小于0.82%,当环境保持某一温度不变时,三元模型退化为二元模型,各模型参数稳定,其相对偏差小于0.6%。最后,通过红外天空亮度实测,验证并比较了三元和二元定标模型;结果表明,三元模型定标测量法使用条件宽泛,既扩大了仪器动态范围,又不受环境温度变化影响;更重要的是,不再需要现场定标,提高了测量精度和测试效率。     

SF6气体泄露的激光成像检测技术

SF6设备发生气体泄露时,与传统离线或其他在线检测技术相比,激光成像技术无需设备停运即可远程检测,并能使操作者看到泄露气体的清晰图像,为泄漏源的快速定位提供了一种有效方法,确保了人员及设备安全.     

灰色理论在预测SF6组合电器漏气情况中的应用

GIS设备在变电站的应用越来越普遍,但漏气是影响GIS设备正常运行的一个非常重要的因素。GIS设备漏气时,其气室压力值下降呈非线性趋势。通过灰色理论来拟合该下降趋势,得到拟合后的趋势曲线,该趋势曲线通过残差、关联度及后验差三种检验方式进行检验,若检验结果满足要求,则该拟合是有效的。因此,可通过拟合后的下降曲线,来预测漏气的GIS设备下一步的漏气情况,为检修计划的制定提供参考。文中以国内某特高压变电站500 kV GIS组合电器气室SF6气体泄漏为例,详细阐述了利用灰色理论建立模型,检验该模型,并进一步利用该模型来预测该组合电器将来SF6气体泄漏的情况。     

红外光谱技术在气体检测中的应用

根据气体在红外光谱区的吸收,可以采用红外光谱来检测气体的浓度.本文介绍了红外光谱技术在气体浓度检测方面的应用情况以及国外的研究进展.以甲烷和一氧化碳气体为例,描述了用红外半导体激光器或发光二极管结合红外光谱技术实现的气体探测系统.最后介绍了几种气体传感系统的实例.     

光子晶体光纤CO2气体传感器的研究

为了能高灵敏度地检测CO₂气体的体积分数,基于红外光谱吸收原理,设计了一种以9m长的空芯光子晶体光纤作为传感单元的CO₂气体传感器。利用该传感器测量了不同体积分数的CO₂在同一吸收波长下的吸收光谱图。结果表明,气体的吸收光强和气体的体积分数之间呈线性变化,与比尔-朗伯定律一致;传感器的灵敏度可达4.389×10-5W。可通过加长光子晶体光纤的长度,来增加气体吸收的有效距离,使传感系统获得较高灵敏度。     

基于GWO-BP神经网络补偿的SF6红外气体传感器

为实现电力系统中SF 6气体的有效监测与控制,本文基于非色散红外原理(NDIR),设计了一种SF 6气体传感器。但是,在实际的测量中,环境的温度与气压差异性容易影响SF 6气体浓度检测装置的检测精度,因此需要采取适当的方法消除环境引起的测量误差。本文采用灰狼智能优化算法—误差反向传播(GWO-BP)神经网络对环境温度与气压变化引起的测量误差进行了补偿,并与其他补偿方法作了比较。分析得出:进行补偿后的浓度数据在0~2000 ppm范围内误差为±15 ppm,满量程误差为0.75%FS,有效提升了传感器的测量精度与稳定性。相较于电路补偿法,该方法有更高的测量精度,并且降低了传感器的体积和成本。     

谈SF6开关气体泄漏事故的现场处理

SF6开关设备在电力系统中应用广泛,SF6气体泄漏会直接影响电力系统的安全运行。本文分析了SF6开关气体泄漏的原因,并提出事故现场处理的具体方案,在发生SF6气体泄漏事故后能迅速、有效地控制事态发展,保证电网的安全。     

随钻检测用微型红外甲烷气体传感器

为了满足石油勘探过程钻井液中甲烷气体同步检测分析的需要,实现甲烷气体随钻检测的目标,本文设计了一种可集成于钻具内的随钻检测用微型红外甲烷气体传感器。首先利用Hitran数据库对甲烷气体的红外吸收峰进行了对比分析,确定了探测器滤光片的中心波长;然后利用光学仿真软件TacePro对腔体内的光线传播方向进行了光线追迹分析,并对到达探测器2个接收面的光强分布进行了模拟分析,确定了光学腔体设计的合理性,随后根据红外气体传感器的工作原理设计了相应的工作电路。测试结果表明该传感器对甲烷气体的检测精度在常温下优于0.5%F.S.,在120 ℃下优于0.8%F.S.;常温下实现了对甲烷饱和水溶液中脱出的微量甲烷气体的检测,可以满足甲烷气体随钻检测的需要,在石油钻井行业的随钻检气体测领域具有广阔的应用前景。     

变电站SF6泄漏检测与智能机器人应用结合

以往通过人工方式完成变电站设备SF6气体的检测工作居多,但SF6气体泄漏浓度过高时,会给巡检人员的身体健康造成一定的威胁,严重时还会导致死亡。基于此,考虑以机器人为载体,搭载SF6检测传感器,完成对变电站SF6气体泄漏检测,并在最后的检测结果中,明确了智能机器人搭载SF6检测的可行性。     

12kV户外高压SF6断路器智能监测系统的研究与开发

文章以PIC单片机为控制器,利用ZigBee技术,设计了一种12kV户外高压SF6断路器智能监测系统,实现了SF6绝缘气体的微水分含量、压力、温度综合参数在线检测与远程传输。利用C＋＋Build6开发了一通用”高压SF6断路器远程监控系统”,完成某个地域内高压SF6断路器的全天候组网监测,保障了城乡电网系统的安全运行。     

六氟化硫气体质量在线检测和分析系统的设计及应用

气体绝缘设备中的六氟化硫（SF6）会在高压下分解,造成故障,影响电气系统安全。介绍了一种SF6质量在线检测和分析系统的设计方法,以解决电气设备中SF6气体质量难以在线检测和分析的问题。从功能模块划分、电路软硬件设计和系统集成等方面,介绍了检测系统的基本组成。通过检测实验和外场测试,验证了设计的可行性。本研究可以为多种SF6分解产物的检测提供新的手段。在提高现场检测效率的同时,保护工作人员的人身安全,对电气系统的安全运转具有重要意义。     

SF6气体含量分析在GIS故障分析判断中的应用

六氟化硫（SF6）气体在电弧、电火花和电晕放电的作用下会发生分解,产生二氧化碳（CO2）、四氟化碳（CF4）等分解产物。SF6气体组分分析（可在设备带电状态下进行）是诊断SF6气体绝缘设备内部运行情况的一个强有力的手段,据此可判断设备是否故障,并确定故障的具体部位,近年来已有不少成功案例。探讨了GIS 中典型放电性故障特征及相应的SF6气体分解产物和分解机理,给出了不同放电类型故障相关试验结果,并对最常见的电晕放电故障给出了放电量与分解产物的关系。在此基础上,归纳了不同放电故障下主要气体分解产物的反应方程,并应用于一起GIS故障分析,为GIS 潜伏性故障及其故障类型判断累积经验。     

基于红外热像的钢水测温模型研究

基于热辐射测温原理,介绍了红外热像仪测温理论,为了提高钢水的测温精度,搭建了实验平台,经过实验获得不同温度下钢水的红外图像。利用Matlab软件提取图像的灰度均值,用最小二乘法和BP神经网络进行温度-灰度拟合曲线,从而得到红外热像测温的模型,使钢水测温误差达到了1%,最终达到测量精度和设计要求,此方法为熔融金属在线红外热像测温的研究打下了坚实的基础。