紫外吸收光谱法检测SF_6分解产物中的H_2S

H_2S作为SF_6的一种重要分解组分,其体积分数的检测可以为SF_6电气绝缘设备的绝缘状态评估提供重要依据。H_2S在波长为190~230 nm的紫外波段具有明显的吸收峰,为此,建立了H_2S紫外吸收光谱检测平台以实现对它的检测。但是,通过仪器直接获得的紫外吸收光谱易受到光谱散射和高频噪声干扰,从而造成检测灵敏度降低。因此,采用紫外差分算法和小波函数对原始吸收光谱进行体积分数反演,以获得光谱数据与气体体积分数之间的关系。研究结果表明:经光谱数据提取获得的频域信息与体积分数之间有很好的线性关系,其线性拟合优度(R2)高达0.999 9,体积分数检出限为0.590×10~(-6),将获得的反演表达式用于实际数据检测同样获得了很好的检测效果。该方法对H_2S的检测重复性好,灵敏度高,可以集成到便携式的检测设备中,适用于SF_6绝缘设备分解组分中痕量H_2S的在线监测,     

SF6气体中H2S光声检测及FFT滤波在检测信号噪声抑制中的应用

H_2S作为SF_6气体绝缘电气设备中一种重要的故障特征气体,其浓度对于评估SF_6气体绝缘状态有着重要意义。由于H_2S在近红外波段的吸收系数非常小,导致传统光学检测方法在该波段对H_2S气体的探测灵敏度较低。气体光声光谱技术灵敏度高、响应速度快且无需载气,非常适用于痕量气体的检测。搭建了一套大功率气体光声检测平台,选择H_2S气体在1 578.12 nm处的吸收谱线,结合波长调制技术和二次谐波检测技术针对H_2S气体进行检测,并采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法对光声二次谐波信号进行频谱分析,去除残余噪声。结果表明FFT滤波技术可以有效去除光声二次谐波信号中的残余噪声,使搭建的光声检测平台对H_2S气体体积分数的最低检测限从10~(–6)量级降低到亚10–9量级。     

悬臂梁增强型光声光谱:定量测量痕量CO

SF_6是一种优良的绝缘气体,常用于GIS内部,在GIS异常运行时,可能产生分解,产生多种分解组分,CO就是其中一种,对CO的定量测量具有极大的意义。文中基于气体的光声效应和迈克尔逊干涉仪对悬臂梁形变的测量,选择了中心波段为6 377.406 6 cm~(-1)的CO近红外吸收谱带作为研究对象,利用中心波长为1 567 nm的DFBLD近红外蝶型激光器,搭建了痕量CO气体检测平台。分析了气体池内部温度和压强对CO红外吸收系数和净光声信号幅值的影响,定量测量并分析了SF_6和N_2背景下净光声信号幅值与CO气体体积分数之间的关系。结果表明:CO气体体积分数与净光声信号幅值之间具有良好的线性关系;N_2背景下的CO检测下限达到3.63μL/L,SF_6背景下的CO检测下限达到9.88μL/L;温度、压强对光声信号幅值均具有一定的影响,随着温度升高和压强增大,光声信号分别减弱和增强。     

基于紫外吸收光谱与最小二乘法的SO2、H2S与CS2混合气体定量检测

SO_2、CS_2和H_2S作为绝缘气体SF_6的重要分解气体,它们的种类和含量对SF_6气体绝缘设备的诊断具有重要意义。文中提出了一种紫外吸收光谱法和最小二乘拟合联用的方法用于SF_6分解气体的3组分混合气体定量检测。在实验过程中,发现较高体积分数的SO_2和CS_2对较低体积分数H_2S的体积分数计算存在干扰并且干扰的程度大小与两种气体的体积分数呈正相关。因此,文中获得了干扰气体体积分数较高时H_2S体积分数计算的修正公式,可以实现3种气体的准确定量检测,SO_2和H_2S检测范围为1～10μL/L(part permillion),CS_2为30～300μg/m L(part per billion)。文中提供了一种简便高效的检测方法,方便集成于检测设备中,为SF_6绝缘设备在线监测提供了技术支撑。     

基于光声光谱法的SF_6气体分解组分在线监测技术

为研究基于光声光谱法的分解组分在线监测技术,设计了在线监测的拓扑结构,提出了自循环监测气路设计,构建了气体光声检测单元,实现了分解组分SO2、CO及CF4含量和增长速率的连续监测,可及时发现SF6电气设备内部早期绝缘缺陷。基于光声光谱理论进行仿真研究,设计了一维纵向共振式光声池,获得了制作光声池的最优参数。选定了气体组分的最优吸收峰,测定不同体积分数标准气体的光声信号幅值,发现体积分数和光声信号幅值线性关系良好。测定了相同试验条件下的噪声水平,得到了SO2、CO和CF4气体的最低检测限,体积分数分别为1.94×10-6、6.28×10-6和7.17×10-6。根据研究结果制作了一台GIS气体组分光声光谱在线监测装置,已成功应用,实现了基于光声光谱法的GIS内多组分的无干扰在线监测,为基于SF6气体特征分解组分的设备内绝缘故障诊断奠定了基础。     

H2S及CO的近红外波段光声光谱检测技术

SF6常用于电力设备内部充当绝缘介质,在SF6绝缘设备内部出现过热或局部放电时,进一步反应后还会出现SO2、SOF2、SO2F2、H2S、CO等分解产物.本研究基于光声光谱检测技术对H2S、CO进行定量测量,从理论出发对影响光声信号的因素进行探讨,搭建光声光谱试验平台,根据气体的光声效应对气体进行光声光谱检测.通过选择合适的气体吸收谱线作为特征谱线进行检测,避免其他组分气体存在潜在的交叉干扰.根据HITRAN仿真结果,选定的H2S气体特征谱线为6 336.6 cm-1,CO气体特征谱线为6 380.3 cm-1.结果 表明:所测气体CO、H2S的气体浓度与净光声信号幅值之间的线性度非常高,即通过测量气体光声信号值可精确反演计算出气体浓度.在SF6作为背景气体情况下,CO检测下限为9.88×10-6,H2S检测下限为1.75×10-6.     

SF_6电气设备绝缘故障诊断用SO_2、H_2S气体传感器研究进展

在SF_6电气设备中,不同类型绝缘故障会导致SF6产生不同的分解产物,这些产物在体积分数、生成速率等方面有明显差异。这其中,SO_2和H_2S作为故障类型的典型气体标志物,通过对其体积分数及体积分数变化进行检测和监测便能够判断出绝缘故障的类型与严重程度。文中主要对高灵敏SO_2和H_2S气体传感器的最新研究进展进行了综述分析,包括材料选择、工作温度优化及选择灵敏度提高等关键因素;并对目前研究存在的问题进行了评论分析。最后,文章指出了SF_6电气设备绝缘故障检测用SO_2和H_2S气体传感器需要解决的问题和未来研究发展的方向。     

SF_(6)分解组分混合气体中CS_(2)的紫外光谱定量分析北大核心CSCD

基于SF_(6)分解组分检测法的气体绝缘电气设备在线监测及故障诊断技术具有很强的现场抗干扰能力及良好的应用前景。利用紫外光谱技术可以对SF_(6)分解组分中的CS_(2)进行有效检测,但是CS_(2)所处的紫外光谱吸收波段与SF_(6)分解组分中的H;S相重叠,可能存在一定的重叠干扰影响。因此,文中搭建了紫外光谱检测平台,通过配制微量CS_(2)与H;S混合气体模拟真实气体绝缘电气设备中分解组分,对SF_(6)分解组分混合气体中CS_(2)定量检测准确性的问题进行了研究。结果表明:混合气体中不同体积分数的H;S对CS_(2)的定量检测影响较小,在采用Meyer小波及傅里叶变换对光谱进行处理后,CS_(2)定量检测误差最大仅为1.4 ppb(1 ppb=1×10^(-9)),误差百分比不超过5%,说明了利用紫外光谱技术进行真实气体绝缘设备中CS_(2)定量检测的可靠性。     

模拟SF_6环网柜气室局部放电分解特性研究

为了检测SF_6气体绝缘环网柜气室内部的局部放电故障,文中采用组分分析法研究SF_6局放放电的分解产物。通过针—板电极模拟SF_6气体绝缘环网柜气室金属突出物缺陷,实验研究了不同放电量的局部放电SF_6分解产物以及分解特性。通过施加4种电压等级来产生不同的放电强度,采集样气并用色谱质谱(GC/MS)检测分解组分。结果表明:在模拟气室中局部放电会使SF_6气体绝缘介质分解生成CO_2、SO_2F_2、SOF_2和SO_2等4种稳定组分。在相同放电强度下,这4种分解组分的体积分数随着时间不断增加,并呈现饱和的趋势;在相同放电时间内,4种分解组分体积分数随放电量增大而增加,并呈现不同的规律。根据以上研究建立了分解组分产气均方根速率与放电量之间的对应关系,即可根据SF_6气体分解特征组分的产气速率推断出气室中放电量的范围,为组分分析法应用于SF_6气体绝缘环网柜提供了依据。     

基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测

乙炔是区分电力变压器过热性和放电性故障的标志性气体,其含量对判断电力变压器内绝缘故障类型和严重程度具有重要意义。为此,采用分布反馈式半导体激光器搭建了基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测平台,选择乙炔分子1 529.18 nm处的吸收谱线,试验研究了分布反馈式半导体激光器输出峰值波长的温度漂移特性和乙炔气体的光声光谱响应特性,获取了基于Lorentz线型拟合的不同体积分数标准乙炔气体的光声光谱响应特性曲线,并基于最小二乘法对特性曲线峰面积与乙炔气体体积分数之间的定量关系进行了研究。结果表明:在气体吸收未饱和的情况下,乙炔气体光声光谱峰面积与其体积分数之间存在良好的线性关系,该试验平台对乙炔气体的检测下限为0.46×10-6。该研究结果为变压器油中溶解气体的在线监测及电力变压器内绝缘故障诊断奠定了基础。     

电力系统SF6气体分解产物检测研究

为了诊断SF6电气设备内部是否存在故障及故障的性质,研究SF6电气设备在发生故障时,SF6气体的分解原理及产物.对比运用现有的检测技术,分析了云南电网近年来发生几个故障中SF6的分解气体,发现将SO2、H2S和CO 作为故障特征气体判断SF6电气设备故障是可行的,为SF6电气设备故障的检测与诊断提供了可靠依据.     

SF6气体分解产物检测技术及其应用的研究现状

SF_6充气类电气设备具有结构紧凑、电气性能稳定、灭弧能力强和运行安全可靠等优点,现已被广泛地应用于超特高压电力系统中。当SF_6充气类电气设备发生隐患或故障时,设备内部的局部放电或者过热使SF_6气体发生分解并生成多种分解产物。通过对反应生成的SF_6气体分解产物进行定性定量分析,可以推断出电气设备潜在的绝缘隐患或者故障,对保障设备和电网的稳定运行具有重要意义。着重介绍了7种常用的SF_6气体分解气体检测技术,主要包括了气相色谱法、质谱法、红外光谱法、电化学传感器法、气体检测管法、离子迁移谱法、碳纳米管传感器,分析各种检测方法的测试原理,并对比归纳不同检测技术的优缺点及应用场合。结果表明,基于不同检测技术的优缺点和应用场合,在实际应用中可选择多种方法联合检测,发挥不同检测方法的优势,以实现更加准确可靠对SF_6气体分解产物组分情况的定性定量分析。     

SF_6气体分解物测试在设备故障诊断中的应用

SF6气体在设备发生绝缘故障时,可生成SO2、H2S等分解产物。随着检测技术的发展,可将此类分解产物作为故障诊断的特征气体。笔者首先介绍了SF6分解物生成的相关机理和研究现状,回顾了分解物的测试技术以及设备故障诊断模型,进而分析了该技术目前存在的主要问题。通过SF6分解物检测技术,确认了2台500 kV SF6 CT内部绝缘故障,为设备故障诊断提供了有效的检测手段。     

模拟电气设备过热故障时SF6气体分解产物的体积分数及其特征

对于运行中的电气设备,判断其设备内部运行状态相对困难.通过分析检测SF6气体的分解产物是判断SF6气体绝缘设备内部运行情况的一个强有力手段.笔者模拟了SF6电气设备不同温度和湿度的过热情况下所产生的分解产物类型及其体积分数.为确定电气设备故障类型提供数据支持.通过模拟试验得出.SF6在350℃时即开始产生较显著的分解产...     

放电条件下SF_6气体分解产物变化情况的研究

对SF6气体分解产物的组成及其体积分数进行测定和分析研究与SF6电气设备安全运行密切相关。笔者建立了SF6电气设备模拟放电试验方法,使用气相色谱法、离子色谱法及检测管法对不同模拟放电条件下SF6气体分解产物的生成过程、相对体积分数关系等方面进行研究,寻找表征不同放电故障类型的特征气体,从而得到SF6气体分解产物的变化情况与SF6电气设备故障之间的内在联系。该项研究提出对SF6气体分解产物定量检测以评判电气设备内部状态的理论与方法,对实现SF6电气设备由于放电引起的突发性故障的早期诊断和预测有着重大意义。     

六氟化硫分解物检测技术的应用

介绍了六氟化硫(SF6)电气设备分解物的检测方法和常见的故障类别.通过对蒙西电网某500 kV变电站500 kV断路器和110 kV变电站GIS设备进行SF6气体分解物(包括SO2、H2S、CO等)的检测实例分析,认为应用SF6分解物检测技术能够准确、迅速、方便地判断出SF6电气设备内部存在的放电故障,并制定了内蒙古电网SF6电气设备分解物的检测周期和指标,以指导SF6电气设备的安全运行.     

特征气体法在SF6电气设备故障诊断中的应用

利用SF6电气设备在不同故障下会产生相应分解物的理论,引入了利用特征气体法诊断SF6电气设备故障的新技术。通过现场应用,充分验证了利用分解产物中的特征气体测试来诊断SF6电气设备是否有故障是行之有效的方法。     

基于CRDS的SF_6电气设备分解产物检测技术

针对现有SF_6分解产物检测方法如检测管法、气相色谱法、质谱法以及电化学法等存在信号交叉干扰、精度不高、难以实现在线监测的缺点,提出了基于光腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)的SF_6电气设备分解产物检测技术。通过给出SF_6电气设备内部故障时SF_6分解产物的产生机理,分析了SF_6绝缘电气设备特征分解产物,结合CRDS技术原理,进行了特征分解产物的吸收谱线研究,选择了SF_6特征分解产物吸收谱线。此外,采用模块化设计方法,设计了基于CRDS技术的SF_6电气设备分解产物在线监测系统,分析了系统设计中的关键技术,包括光腔匹配技术和抗干扰技术,以提高检测精确度和可靠性。     

SF6绝缘电气设备分解产物在线监测系统研制与应用

针对SF6绝缘电气设备运行和维护中存在的问题,在对SF6绝缘电气设备异常状态下气体分解产物分析的基础上,提出了SR绝缘电气设备分解产物在线监测方法,研制了SF6绝缘电气设备分解产物在线监测系统。     

SF6电气绝缘设备故障时气体特征分解物的检测及应用

SF6电气绝缘设备在电力系统中的应用越来越广泛,寻求设备故障判断的有效检测手段和判断方。法,对设备状态监测尤其重要。介绍SF6电气绝缘设备故障时的气体特征分解物的组成、故障判断经验和现场常用的几种检测方法,并从检测项目、测量范围、最小检测量及检测方式等方面对各检测方法进行应用分析,为有效、准确、快速判断电气设备故障类型及开展设备状态监测提供参考。建议将气体特征分解物检测纳入SF6电气绝缘设备预防性试验项目中。