六氟化硫分解组分的自动恒温型光声检测装置及实验方法

摘要

一种六氟化硫分解组分的自动恒温型光声检测装置及实验方法，属于SF6气体绝缘设备局部放电在线监测技术领域。本发明的特点是在现有红外光声光谱监测系统中增设自动恒温系统；本发明的方法是利用本发明装置，在预设温度下自动恒温，对GIS模拟元件中的SF6气体局部放电分解组分进行检测。本发明能排除外部环境的影响，能有效检测出低至0.01μL/L的SO2、CO2、CF4、SO2F2、SOF2等气体组分，准确性、检测精度和稳定性高，固态继电器性能稳定，能保证自动恒温系统长期有效的工作。本发明可广泛应用于SF6气体绝缘设备局部放电在线监测领域，特别适用于GIS中SF6气体局部放电分解组分的检测。

主权项

一种六氟化硫分解组分的自动恒温型光声检测装置，主要包括无晕实验变压器(2)、感应调压器(1)、无局部放电保护电阻(3)、标准电容分压器(4)、无感电阻(5)、GIS模拟元件(6)、宽频高速超大容量数字存储示波器(8)、自动恒温系统(7)、红外光声光谱检测系统(7)，其中：所述的红外光声光谱检测系统，主要由宽频红外光源(9)、硒化锌透镜(10)、机械斩波器(11)、斩波器控制器(12)、滤光片轮(13)、滤光片(14)、硒化锌窗口片(15)、光声池(16)、气压表(18)、微音器(19)、信号电缆(20)、进气阀门(21)、出气阀门(22)、进气管(23)、出气管(24)、真空泵(25)、光学支架(26)、锁相放大器(27)及计算机(28)等组成，其特征在于，在所述的红外光声光谱检测系统中的光声池(16)的外部装设自动恒温系统，所述的自动恒温系统主要由开关电源(29)、固态继电器(30)、智能数显温度调节仪(31)、环形加热带(32)、热电偶(17)等组成；所述的开关电源(29)的输入端通过导线与220V/50Hz的电源连接，所述开关电源(29)的输出端的正极通过导线与所述固态继电器(30)输出端的正极连接后，所述固态继电器(30)输出端的负极通过导线与所述的环形加热带(32)正接线柱连接，所述的开关电源(29)的输出端的负极通过导线与所述的环形加热带(32)负接线柱连接； 所述的固态继电器(30)的受控端通过导线与所述的智能数显温度调节仪(31)的控制信号输出端连接；所述的环形加热带(32)的数目为2~6个，每个环形加热带(32)的宽度为20~50mm、厚度为1~1.5mm、内径与所述光声池(16)的外径相匹配，所述环形加热带(32)分别装设在所述光声池(16)的外表面，每个环形加热带(32)的两端接头通过导线分别与所述固态继电器(30)和所述开关电源(29)相连接，加热功率100~250W；所述的热电偶(17)由热电偶温度传感器和热电偶控制器构成，所述的热电偶(17)装设在光声池的外表面上，所述热电偶(17)的热电偶温度传感器的输入端通过导线与热电偶控制器的输出端连接，热电偶温度传感器的输出端与所述智能数显温度调节仪(31)的输入端连接，将温度信号传递给智能数显温度调节仪(31)进行显示并作为所述固态继电器(30)的控制信号；所述的智能数显温度调节仪(31)的输入端通过导线与所述的热电偶(17)连接，所述的智能数显温度调节仪(31)的输出端通过导线与所述的固态继电器(30)的输入端连接；所述的滤光片(14)安装在所述滤光片轮(13)的孔中，滤光片轮(13)通过步进电机驱动旋转，滤光片轮(13)上各滤光片(14)中心波长分别为7350nm即SO2吸收峰中心波长、4260nm即CO2吸收峰中心波长、7780nm即CF4吸收峰中心波长、18550nm即SO2F2吸收峰中心波长、7440nm即SOF2吸收峰中心波长，只允许其中心波长的红外光通过，滤掉剩余频带的红外光，通过信号电缆(20)将滤光片轮(13)与计算机(28)连接，计算机(28)发出信号控制滤光片轮(13)内的步进电机旋转，进而控制不同特征波长的红外光通过滤光片(14)经硒化锌窗片(15)射入所述的光声池(16)内，在不同波长下的检测即反映了不同气体组分的含量。