高压变电站室内sf6浓度的红外激光吸收检测方法研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3卷第2期大气与环境光学学报Vot．3No．22008年3月JOURNALOFATMOSPHERICANDENVIRONMENTALOPTICSMar．2008___‘．I口同压变电站室内SF6浓度的红外激光吸收检测方法研究王东方，魏庆农，刘世胜，方武，冯巍巍(中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥230031)摘要：为了实现高压变电站室内SF6气体浓度的精确实时检测，对红外激光吸收方法用于SF6检测进行了研究和分析。根据SF6气体在红外波段(10．55m)的强吸收特性，研究了在该波段下SF6吸收特

2、性和其浓度之间的关系，并得出了二者之间的关系曲线。该方法为高压变电站室内SF6气体的定量检测提供了理论基础。关键词：高压变电站；SF6；红外激光；定量检测中图分类号：0433文献标识码：A文献编号：1673—6141(2008)02—0139—03MethodofDetectingConcentrationofSF6inGISbyAbsorptionofInfraredLaser、『＼ANGDong-fang，WEIQing-nong，LIUShi—sheng，FANGⅥ，FENGWei—wei(KeyLaboratoryofEnvironmentalOpticsandTec

3、hnology,AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China)Abstract：Inordertorealizepreciseandreal—timedetectionofSF6ingas-insulatedswitchgear(GIS)，infraredlaserabsorptionisstudiedandanalyzed．BasedonthestrongabsorptioncharacteristicsofSF6atinfraedwavelength(10

4、．55ttm)，therelationofSF6concentrationanditsabsorptioncharacteristicsisstudiedatthiswavelength，andtherelationcurveisgiven．ThismethodprovidesatheoryfoundationforquantificationdetectionofSF6inGIS．Keywords：gas—insulatedswitchgear(GIS)；SF6；infraredlaser；quantificationdetection1引言开关设备的性能有所影响，更主要的

5、是有毒分解物对人体的危害和对环境的污染．因此监测开关室内SF6以其良好的灭弧和绝缘功能被广泛地应用SF6的浓度尤为重要i川。在电力设备中，如SF6高压断路器、SF6封闭组合当前，SF6的测量方法主要有紫外线电离型、电器等．常温下纯净的SF6是一种无毒、无味、透高频震荡无极电离型、电子捕获型、铂丝热电子发明的气体，但在大功率电弧、火花放电和电晕放电射型及负电晕放电型5种，目前应用较多的有电子作用下，SF6能分解和游离出多种有毒和腐蚀性物捕获探测(ECD)和局部真空负离子捕获(NIC)探质．在使用SF6的电力设备中，SF6的泄漏不仅对收稿日期：2007—08—06E—mail：w

6、dongfang@aiofm．a,c．cn维普资讯http://www.cqvip.com140大气与环境光学学报3卷测等技术。前者需内置辐射源，在使用、储存和运输等方面将受到诸多的限制，而且还需要纯度高达一瘟__I99．998％的氩气；后者需要微型真空泵和流量传感器的配合，结构复杂、技术难度大、不适合作为现场在线监测仪器[1-2】使用。本文介绍的红外激光吸收方法主要利用SF6对特定波段有强吸收的特性来检测SF6气体浓度图2实验系统结构框图采用此种方法测量SF6浓度具有灵敏度高、受环境Fig．2Diagramofexperimentsystem影响较小、寿命长等特点，并且适合

7、于实时在线监测【引。实验系统结构如图2所示：激光器采用中心2测量原理与实验波长10．55m的CO2激光器，考虑到CO2激光器自身功率的波动，将增加参考光路以消除激光器2．1理论分析功率波动带来的影响；探测器为红外热敏电阻探测光辐射在气体中传播时由于气体分子对辐射器，通过对入射光的调制以消除杂散光的影响；吸的吸收、散射而衰减因此可以利用气体在某一收光程20cm；激光调试频率25Hz；锁相放大器采特定波段的吸收来实现对该气体的检测。由于SF6用MODEL-5209。在红外波段(中心波长10．55m)具有非常