[发明专利]一种SF6气体分解产物的检测装置

说明书

技术领域

本发明属于一种气体检测装置，具体涉及一种SF₆气体分解产物的检测装置。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)由于占地面积小、可靠性高，在电力系统中得到了广泛应用。由于GIS全部元件都封闭在金属壳中，其早期故障较常规变电站更难发现，故障造成的损失也更大，对GIS设备内部状态进行监测，避免事故的发生一直是国内外科研机构研究的热点。相关试验和运行经验表明，通过检测GIS设备中分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估，具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点，被广泛用于设备现场检测分析。

SF₆气体化学性质极其稳定，是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体，密度约为空气的5倍，其分解温度约为500℃以上，SF₆与某些绝缘物(如硅树脂层压板)接触时，加热到160～200℃就会分解，水分存在时，能加速其分解。在放电作用下，SF₆分解形成低氟化物和游离氟，若是纯净的SF₆气体，上述分解产物将随着温度降低而快速复合，还原为SF₆气体。在实际的GIS设备中，SF₆气体含有微量的空气、水分和矿物油等杂质，这些杂质参与反应生成稳定的分解物，如SO₂、SOF₂、H₂S、HF等。因此，通过检测SF₆气体分解产物含量对于发现设备潜伏性故障和故障定位有很大帮助。

目前，GIS设备中SF₆气体分解产物检测方法主要有气相色谱法、红外吸收光谱法、检测管法、电化学传感器法等。这些方法的测量原理各异，适用于不同场合、检测分解产物的不同组分，气相色谱法和红外吸收光谱法主要应用于实验室分析，现场检测多采用电化学传感器法和检测管法。

检测管是以化学显色反应(如酸碱反应、氧化还原反应、络合反应等)为基础的化学方法，用于检测SF₆气体分解产物中SO₂、HF、H₂S和矿物油等杂质的含量。气体检测管的测量原理是应用化学反应与物理吸附效应的干式微量气体分析法，即“化学气体色层分离(析)法”。

气体检测管是装有检测剂的带刻度玻璃管，检测剂是将某些能与待测物质发生化学反应并可改变颜色的化学试剂吸附在固体载体颗粒表面上加工而得，如H₂S气体检测管的反应原理为：

H₂S+Pb(AC)₂→PbS↓+2HAC

其中，Pb(AC)₂为白色试剂，PbS为棕褐色沉淀。H₂S气体检测管(量程为10μL/L)的示意图如图1所示，检测管的两端设有封口尖端a、d，并且其内部对称填充有一对塞填料b，检测管的表面上设有指示层c。当含有H₂S的被测气体通过检测管时，与吸附在载体上的Pb(AC)₂反应产生棕褐色染色段，染色段长度与H₂S气体含量成正比，从而确定被测气体中的H₂S含量。不同气体检测管的检测剂成分不同，但化学分析原理基本相同。

由于检测管的量程范围大，操作简便、分析快速，适应性较好，又具有携带方便、不需维护等特点，在电气设备SF₆气体分解产物的现场检测中应用较广。

现场检测时，气体检测管可直接利用设备的压力进样，其与设备直接相连，在预先设定的时间内以标定的流速流过检测管，根据管内颜色变化的长度对应的校准刻度，可得到所测气体的浓度。

目前现场检测方法主要存在的问题有：

1)采用电化学传感器法进行高浓度气体检测时，若被检测气体浓度超过传感器量程，可能导致传感器寿命降低或损坏；

2)采用电化学传感器法进行检测时，不同气体之间存在交叉干扰现象；

3)目前现场使用检测管法进行检测时，多采用手动取样器或浮子流量计，其测试流量难以精确控制，导致检测结果偏差较大。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种能够提高检测准确度、对被测气体完全回收处理的SF₆气体分解产物的检测装置。

本发明的检测装置是通过如下技术方案实现的：