The invention provides an SF based on femtosecond laser guiding high voltage discharge
【技术实现步骤摘要】
基于飞秒激光引导高压放电的SF6分解机理实验装置及方法
本专利技术涉及一种基于飞秒激光引导高压放电的SF6分解机理实验装置及方法，属于光电检测
技术介绍
随着SF6气体被广泛用作高压开关的绝缘和灭弧介质，SF6气体的分解机理得到研究人员关注。研究人员对SF6气体的分解进行了研究，在20kV以下产生了多次局部放电和一次交流电弧放电，产生的分解产物可能是低氟硫化物。SF6气体处于放电作用下，易分解产生SF4、SF2和S2F2等多种低氟硫化物。若SF6气体不含杂质，分解气体可快速复合还原为SF6。但实际的运行设备中SF6气体含有微量的空气、水分和矿物油等杂质，上述低氟硫化物性质较活泼，易与氧气、水分等再反应，生成相应的气体和固体分解产物。90年代后，对SF6气体在局部放电作用下的组分进行了系统的研究，提出了区域反应模型，该模型认为在电晕放电区域SF6会分解为SF4、SF5和F原子，SF4会与气室内存在的氧气和水分进一步反应生成SO2F2和HF等。研究人员研究了电弧作用下SF6气体组分，主要检测到SOF2、H2S和SO2、CS2等多种气体，并证实了SOF2会与气室内存在的水分缓慢反应生成SO2。虽然国内外主要针对气体绝缘设备的产品设计进行了部分SF6气体分解产物的模拟实验研究，得出了一些定性的结论，为设备的绝缘设计和结构优化提供指导。但未从现场设备运行管理出发，没有得到SF6气体分解产物与设备故障的对应关系，未能提出各种故障情形下SF6气体的反应模型及其特征分解产物，难以实现对SF6气体绝缘设备运行状态的全...
【技术保护点】
1.一种基于飞秒激光引导高压放电的SF
【技术特征摘要】
1.一种基于飞秒激光引导高压放电的SF6分解机理实验装置，其特征在于：其包括气体供应系统、激光传导系统、气体反应系统和数据记录系统；
所述气体供应系统用于提供反应所需气体，所述气体供应系统包括储气罐、流量计和供气管路，气体从储气罐流出，经供气管路流经流量计控制流量，再通过气体反应系统中的进气管进入气体反应系统；
所述激光传导系统用于将激光光束引导至气体反应池中指定空间位置，并形成光丝，所述激光传导系统包括飞秒激光、棱镜、透镜和束流收集器，飞秒激光产生短脉冲激光，短脉冲激光经棱镜改变传输方向，再通过透镜聚焦激光光束以使短脉冲激光在气体反应系统的气体反应池中形成光丝，束流收集器用于吸收气体反应系统的气体反应池内出射的激光；
所述气体反应系统用于实现SF6气体在高压放电环境下的分解，所述气体反应系统包括放电引导装置和气体反应池，所述放电引导装置包括高压电源、高压电极对、可调限流电阻和导线，放电引导装置形成闭合回路并产生高压电，所述可调限流电阻用于精确控制放电能量，所述高压电源用于产生直流纳秒脉冲高压，进而通过导线在高压电极对的尖端部分产生放电，气体反应池中的SF6气体在此环境下将发生分解；
所述数据记录系统用于记录数据，所述数据记录系统包括球面透镜、光谱仪和ICCD，所述球面透镜用于收集SF6气体分解物光谱信号，所述光谱仪和ICCD用于记录SF6等离子体的光谱特征；
实验时，打开进气管阀门，气体供应系统供应的气体通过进气管通入气体反应池，放电引导装置产生的高压电被激光传导系统产生的光丝引导至气体反应池内部的指定空间位置放电，数据记录系统完成数据收集后，打开出气管阀门，通入SF6气体将反应后的气体经出气管排出。
2.根据权利要求1所述的基于飞秒激光引导高压放电的SF6分解机理实验装置，其特征在于：所述供气管路为硅胶管，所述硅胶管包括第一硅胶管和第二硅胶管。
3.根据权利要求2所述的基于飞秒激光引导高压放电的SF6分解机理实验装置，其特征在于：所述储气罐包括第一储气罐和第二储气罐，所述流量计包括第一流量计和第二流量计，所述第一储气罐的出气口借助于第一硅胶管连接第一流量计，所述第二储气罐的出气口借助于第二硅胶管连接第二流量计，所述第一流量计和第二流量计借助于进气管连接所述气体反应池的入口，所述进气管上靠近所述气体反应池入口处设置有进气管阀门...
【专利技术属性】
技术研发人员：张云刚，刘黄韬，张文平，王永达，刘云杰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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