浅谈红外气体检漏成像技术在电力系统的应用

随着以SF_6气体为绝缘介质设备(GIS、开关等)的广泛应用,电力系统对供电可靠性的要求也越来越高。由于变电设备长年运行于野外,受气象、密封设备老化等因素影响,SF_6气体泄漏事故时有发生,给企业造成了重大经济损失,因此准确定位泄漏点对设备的安全运行显得至关重要。红外气体检漏成像技术的出现恰好解决了这个问题,它能有效、直观地检测到GIS、开关等设备泄漏情况,为带电检测提供了新的强大的诊断手段。与传统泄漏检测手段相比,红外气体检漏成像技术无疑是一次革命,极大地提升了检测效果。现对该技术的工作原理、优点和应用效果进行了分析。实践证明,红外气体检漏成像技术的应用,大大提高了设备故障点的全面检测能力,为变电设备的可靠性研究提供了综合手段。     

基于红外成像检漏技术的SF6高压设备气体泄漏检测

介绍了SF_6高压设备气体泄漏的影响、原因及检测手段,阐述了红外成像检漏技术的原理,通过案例说明使用红外成像检漏技术进行SF_6高压设备气体泄漏检测的优点,提出了红外检漏仪现场操作的注意事项。     

智能机器人在变电站SF6泄漏检测中的应用研究

针对变电站机械设备中容易出现SF_(6)气体泄漏的问题,提出一种新型的检测方法,该方法以智能机器人为载体,在机器人身上搭载红外激光吸收检测仪采集空气中的SF_(6)气体浓度信息,同时利用双重定位技术进行检测位置定位,其中一级定位是利用惯性传感器进行定位,实现大致位置的定位,二级定位利用激光测距进行定位,实现精细位置的定位,通过信息交互接口将检测的数据信息传递到信息管理中心,通过构建的数学模型进行数据分析,并通过Matlab计算机程序软件拟合出空间中个点的浓度密度,进而实现变电站SF_(6)泄漏检测。试验表明,该研究方法检测的准确率在95%以上,定位精度高。     

气体绝缘电力设备中SF_6气体分解物的检测技术研究

利用SF_6气体分解物对高压、特高压气体绝缘电力设备进行运行状态监测与故障诊断是目前电力行业研究的热点问题。而SF_6气体分解物的检测需要强有力的检测技术的支撑。本文介绍了目前常见的几种高灵敏度的气体分解物的检测分析技术,并对其特点进行了分析和总结。     

气体长输管线泄漏检测技术

长输管线泄漏检测技术是管道输送业正常、高效运行的保证,由于气体具有可压缩性、摩阻小、管输压力高、流速快等特点,致使气体长输管线的泄漏检测技术相对液体管线难度要大一些。本文首先介绍几种适合于气体管线的泄漏检测技术及其工作原理,然后结合我国气体长输管线的实际情况,提出了实际实施过程中应该注意的若干问题及相应对策。     

用于管道内表面的光学技术

基于光学技术的无损检测(NDT)技术，以其高精度尺寸测量功能及易于自动化而倍受重视，在对管道内表面腐蚀、斑点、裂纹等进行快速定位与测量过程中具有无可比拟的优越性。文章系统评述管道内表面基于光学技术的NDT技术的最新进展，分析比较各种光学技术的优缺点及应用前景。     

用于管道内表面自动无损检测的光学技术

基于光学技术的无损检测（NDT）技术,以其高精度尺寸测量功能及易于自动化而倍受重视,在对管道内表面腐蚀、斑点、裂纹等进行快速定位与测量过程中具有无可比拟的优越性。文章系统评述管道内表面基于光学技术的NDT技术的最新进展,分析比较各种光学 优缺点及应用前景。     

WO_3气体传感器用于SF_6分解气体H_2S的检测

SF_6气体绝缘设备内部存在的缺陷,在运行时会出现放电和过热等故障,从而导致SF_6气体分解,降低设备的绝缘性能,同时危及设备运行安全。研究表明可以通过对SF_6特征分解气体H_2S的检测来检测SF_6气体的分解情况。文中通过水热法合成了一种WO_3敏感材料并进行了SEM、XRD表征;将WO_3传感器用于H_2S检测,表现出优异的气敏性能。在最佳工作温度下,对100 ppm H_2S灵敏度达到了236,响应时间为43 s,检测下限为100 ppb。     

超声波泄漏检测技术在高速动车组气密性方面的应用研究

高速动车组对气密性要求较高,气密性试验时经常出现气体泄漏现象,使用耳听、手摸、肥皂水检漏的方法效率低下并且不易查找泄漏点。基于此现状,提出了一种基于超声波泄漏检测技术的试验方法,可以迅速确定车辆孔洞、缝隙或密封不良部位的泄漏位置,极大提高气体泄漏的检出效率。应用建立的超声波泄漏检测操作平台和开发的超声泄漏管理软件,实现了动车组型号、检测模式等管理,并可以对超声波检漏检测结果进行分析和输出。研究了动车组超声波泄漏检测工艺方法,并定义了相关评判标准。     

一种防爆SF6电流互感器充气管的研发

为防止SF_6电流互感器带电充气过程中充气装置爆裂后,SF_6气体从电流互感器中泄漏出来,研制了防爆SF_6充气管,现介绍该充气管的结构特点。     

Development and research of a laser photo-acoustic SF<Subscript>6</Subscript> gas analyzer

An analysis of various optical schemes for the development of a laser SF₆ gas analyzer based on a CO₂ laser operating in free-running mode and a resonant photo-acoustic detector (PAD) is presented. The use of a sealed gas-filled cell to normalize PAD signals on the absorbed power in the cell is suggested. Compensation for the influence of the tuning of the CO₂ laser wavelength near 10.6 μm on measured SF₆ concentration is possible. The results of experimental studies of a laser photo-acoustic SF₆ gas analyzer at various concentrations, including in the air flow, are presented. It is shown experimentally that the relative measurement error of the SF₆ concentration due to the instability of the laser radiation wavelength does not exceed 5% in the range from ~80 ppb to 40 ppm. The limit of the sensitivity of the developed gas analyzer was ~1 ppb SF₆.     

高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统

基于超窄线宽激光特性和光源波长扫描技术,构建了高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统。该系统采用超窄线宽可调谐半导体激光器作光源,使用两块高反射率平凹透镜组成的光学谐振腔作吸收池,通过扫描腔长使入射激光频率与谐振腔模式相匹配,利用激光失谐技术快速断开入射激光,从而实现对微量乙炔气体浓度的衰荡测量。利用腔增强吸收技术测得了激光衰荡时间和6 518.824 cm^-1附近的乙炔弱吸收光谱并进行了分析。结果表明,乙炔气体浓度线性相关系数优于0.999,最大相对误差小于2.5%,极限检测灵敏度为2×10^-6;逐次充入一定体积的乙炔气体,动态响应时间均小于10 s。该检测系统精确度好、灵敏度高,具有较好的动态响应特性,可用于电力变压器故障气体实时在线监测。     

Leak detection systems in oil and gas fields: Present trends and future prospects

Early leak detection of liquid and gas of both buried and unburied pipelines remain a critical task for economical and safety reasons. Several techniques were recently suggested and tested in real-life conditions and the corresponding results are very encouraging since they offer low cost solution while they yield both true detection and accurate localization of the leak. However, most of the techniques are not robust enough for all possible scenarios and may fail under certain environmental conditions. This review paper presents the most recent findings in acoustic and infrared (IR)-based leak detection techniques which remain the most widely used techniques for liquid and gas leaks detections respectively. However, they may fail under some situations. For instance IR-based techniques are not adequate during rainy, humid, or sandy weather or when ppb sensitivity is required, while acoustic sensors are not adequate for gas leak detection or when additional sources of acoustic noise are in the vicinity of the target area. Thus, the paper provides other alternative techniques such as ground penetrating radar (GPR), temperature profiling, and photoacoustic sensing techniques. Several important research works and real-life applications are cited in an attempt to provide a reasonable cross-section of various techniques. The paper can be useful for either a fresh researcher in the area, or for a skilled R&D engineer involved in the design of a leak detection solution since it presents the most recent leak detection techniques.     

Reducing the Energy Consumption of a Laser Photo-Acoustic SF<Subscript>6</Subscript> Gas Analyzer

Experimental studies of the operating modes of a laser photo-acoustic SF₆ gas analyzer that were aimed at reducing its energy consumption were carried out. It was shown in the experiments that an average power of CO₂ laser radiation of at least 100 mW is required for the assured detection of low SF₆ concentrations (less than 100 ppb). To reduce the energy consumption of the gas analyzer, it is proposed to decrease the repetition frequency of CO₂ laser pulses by several times and operate on subharmonics of the resonance frequency of the photo-acoustic detector. The experimental results made it possible to reduce the energy consumption of the gas analyzer to ~15 V A and use a Li-ion battery from a laptop to power it. The duration of the continuous operation of the gas analyzer on one battery charge was at least 6 h.     

基于LabVIEW的在线低压微小泄漏检测系统设计

文中介绍了直压式气密性检测的原理,针对汽车滤清器气密性检测,设计了在线低压微小泄漏检测系统.该检测系统基于LabVIEW虚拟仪器技术,采用直压式压力检测法,利用高精度压力传感器、数据采集卡以及精密气路等组成测试装置,实现了对一定容积滤清器的在线低压微小泄漏检测,并且介绍了该检测系统的工作原理、软硬件设计和系统性能.     

采用智能神经元网络技术的新型气体泄漏检测技术

简述了常规气体泄漏检测面临的潜在风险,引入超声波气体泄漏检测的概念。复杂多变的环境背景噪声的影响,以及其常规超声波探测技术手段的局限性,对超声波气体泄漏检测造成较大的应用限制。第三代超声波气体泄漏检测技术采用了先进的智能神经元网络（ANN）技术,采用模糊模式识别,而不是常规的阀值判断技术,不但检测能力大大提高,同时有效避免了误报警现象,提高了安全防护等级。     

注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测技术

为了提高微量气体的拉曼散射强度,本文设计并搭建了注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测平台。半导体激光器(波长为638nm,功率为15mW)输出到由三块高反镜组成的V型增强腔中,结合注入锁定技术,腔内激光强度达到7.5 W,实现了500倍的增强效果。利用该实验平台对微量单一气体及其混合气体进行了拉曼检测,并根据拉曼特征谱峰选取原则及信噪比大于3的原则,确定了H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的特征拉曼谱峰分别为4 156,2 143,1 388,2 918,2 955,1 344,1 975cm-1,最小检测极限分别为10.2,21.7,9.4,2.1,8.9,4.9,3.3Pa。腔增强拉曼光谱法可以实现微量同核双原子气体检测及利用单一波长激光的混合气体同时检测,具有替代气体检测传统光谱方法的潜力。     

Improving retrieval precision of NO2 density in DOAS by accurately ascertaining low-frequency structure

The NO₂ density error retrieved by the traditional method of differential optical absorption spectroscopy (DOAS) was analyzed. The technique for reducing the error is proposed and used to obtain the NO₂ density of Chengdu through DOAS.     

基于超声的气体泄漏检测与定位技术在载人航天器中的应用

介绍了基于超声的气体泄漏检测与定位技术的基本原理;介绍了便携式超声检漏、无线超声自动检漏这两类已有设备的组成、工作原理及其在国际空间站、美国航天飞机上的应用情况.以此为参照,初步提出了一种可用于我国未来空间站建设的气体泄漏检测与定位方案.     

差压法检测压力气体泄漏的研究

随着科学技术的发展,各种压力容器和设备的应用越来越广泛。相应地,压力气体的泄漏检测就显得尤为重要。在对比多种气体泄漏检测方法的优劣后,选择差压法来检测气体泄漏。对差压法泄漏检测的方法、原理、模型、检测回路、检测过程和气体泄漏量的计算进行了逐一的研究。