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红外光谱技术在SF6分解产物检测中的应用
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1 红外光谱技术在 SF6 分解产物检测中的应用 云南电网公司曲靖供电局,杨静江 摘 要:本文通过对 SF6气体分解物红外光谱检测系统的结构原理进行阐述,结合现场实际工作,突出红外光谱检测 对 SF6充气设备故障诊断的意义,并为同行业提升对 SF6充气设备的管理及故障分析提供参考。 关键词: SF6气体;气体分解物;红外光谱;检测系统 1、前言 SF6是一种具有稳定的化学性能和优异的电气性能的气体,作为绝缘介质被广泛应用于电力设备中,据不 完全统计,全国SF6电气设备达数十万台,已成为电力系统的主要设备。 SF6气体本身的化学性能非常稳定,但是SF6电气设备由于制造、安装、运行时可能出现各种缺陷,在放电 能量及高温热效应等因素影响下,SF6气体和固体绝缘材料会发生分解,生成SO2、H2S 、CO、SOF2、SOF4、SO2F2 等特征气体,因此可通过测试气体分解产物含量来诊断设备内部是否存在故障及故障的性质,实现对SF6电气 设备进行有效的故障诊断, 预防可能发生的故障并快速修复故障, 对保障电力系统的可靠运行有重要的意义。 目前对SF6充气设备的气体分析方法有化学法、电化学法、色谱质谱法等,尽管这些方法各有优点,但对 SF6设备分解气体与绝缘缺陷状况之间的关系,还缺乏像检测变压器油中溶解气体那样完善而有效的原理、方 法及判断标准。 考虑到上述情况, 曲靖供电局将SF6分解产物红外光谱检测技术作为2012年度的科技项目, 与南京麟派电 力工程有限公司共同研制开发了一台基于FTIR红外光谱的LP10000型SF6气体分解物检测装置系统(以下简称 SF6气体分解物红外光谱检测系统)。并于2013年12月底完成安装调试,2014年初投入运行。通过该检测系统 可以实现: 1)采用红外光谱技术分析典型的SF6放电分解气体,实现分解气体的检测; 2)通过光纤通信实现检测数据的汇总,通过寻找关键分解气体浓度(如SO2+SOF2、H2S、CO等)与设备典 型缺陷之间的对应关系,建立专家数据库,初步形成基于分解气体比值法的SF6充气设备典型故障诊断方法。 该检测系统具有结构简单,使用方便和成本低等优点,且配合先进的检测流程和故障诊断软件,同时检 测SO2+SOF2、H2S、CO和SF6等分解产物的含量,从而快速准确地检测出设备内部故障。 2、SF6气体分解物红外光谱检测系统简介 2.1红外光谱检测原理 从广义上讲,各种电磁辐射都有光谱,由原子的核外电子能级跃迁所形成的光谱称为原子光谱,而由分 子的振动—转动能级跃迁形成的光谱则成为分子光谱,因其波长出现在红外线区段,所以也称为红外光谱。 当一束具有连续波长的红外光照射一物质时,该物质的分子就要吸收一部分能量并转变为分子的振动与转动 内能,因此将透过物质的光进行色散就可以得到红外谱带,以波长或者波数为横坐标,以透过率或吸光度为 纵坐标,就可得到一份该物质的红外吸收光谱图。 不同气体有不同的特征吸收光谱,红外光谱法气体检测系统就是利用被测气体在红外波段的吸收特征谱

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