环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法及装置制造方法及图纸

公开了一种环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法及装置，所述装置包括外壳(1)、气体池(2)、向气体池(2)内提供光的光源(3)、光谱仪(4)和计算机(5)，气体池(2)、光源(3)、光谱仪(4)设置在外壳(1)内，外壳(1)上的进气口(6)和出气口(7)分别通过带阀门的管道与气体池(2)流体连通，气体池(2)上设有将光源(3)发出的光线聚焦到气体池(2)内的第一聚焦镜(12)，和使气体池(2)内光线聚焦后射入光谱仪(4)的第二聚焦镜(13)，计算机(5)连接光谱仪(4)。本公开监测装置具有电磁兼容性好、抗干扰能力强等优点，可以长期监测电气设备绝缘介质浓度变化，具有很好的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】
环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法及装置
本公开涉及一种环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法及装置。
技术介绍
六氟化硫(SF6)具有优异的绝缘和灭弧特性，是作为气体绝缘介质的理想材料，但其具有极高的温室效应和极长的大气寿命，SF6绝缘设备中的废气直接排放到空气中将会造成严重的环境问题。C5-PFK混合气体具有极低的温室效应(GWP值<1)，较短的大气寿命，同时又有较高的绝缘性能，在中低压等级电气设备中替代SF6气体作为绝缘介质具有很好的应用前景。因纯C5-PFK气体液化温度较高，不适宜直接应用于工程中，需要混合N2、air或CO2等缓冲气体一起使用，混合气体绝缘设备在长期运行过程中可能因气体泄漏、设备内部局部放电等因素造成混合气体成分发生变化，进而改变C5-PFK气体的浓度。因此对混合气体中C5-PFK的浓度进行监测，并根据浓度变化给运维人员提出维护建议，对于保证设备的安全稳定运行具有重要意义。
技术实现思路
本公开提供一种环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法及装置，使用光学方法实现快速准确地检测电气设备中C5-PFK混合气体浓度变化，对于保证设备的安全稳定运行具有工程意义。本公开的至少一个实施例提供一种环保型绝缘介质浓度快速在线监测装置，包括外壳、气体池、向所述气体池内提供光的光源、光谱仪和计算机，所述气体池、所述光源、所述光谱仪设置在所述外壳内，所述外壳上的进气口和出气口分别通过带阀门的管道与所述气体池流体连通，所述气体池上设有将光源发出的光线聚焦到所述气体池内的第一聚焦镜，和使所述气体池内光线聚焦后射入所述光谱仪的第二聚焦镜，所述计算机连接所述光谱仪。在一些示例中，所述光源为紫外灯。本公开的至少一个实施例提供一种环保型绝缘介质浓度在线监测方法，包括：使用所述的监测装置对标准浓度的绝缘气体和背景气体进行测试，利用差分原理获得绝缘气体的紫外差分吸收光谱；由朗伯比尔定律计算得到绝缘气体浓度与紫外吸收峰强度之间的关系；由绝缘气体浓度与紫外吸收峰强度之间的关系，得到绝缘气体浓度定量曲线；把所述曲线信息和背景气体光谱信息下载到所述计算机中，作为监测未知浓度绝缘气体的参考量；将待测电气设备充气口与所述监测装置所述进气口连通，使电气设备内部的气体进入所述装置的所述气体池；检测电气设备内部混合气体的紫外差分吸收光谱，求取混合气体的紫外吸收光峰强度，并与下载到所述计算机中的绝缘气体浓度定量曲线比对得到当前电气设备中绝缘气体浓度。在一些示例中，根据长期在线监测结果绘制电气设备绝缘气体浓度与时间的变化曲线。在一些示例中，根据电气设备绝缘气体浓度变化情况提出维护建议。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1为本公开一实施例提供的环保型绝缘介质浓度快速在线监测装置结构示意图。图2为本公开一实施例提供的环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法流程图。具体实施方式图1为本公开一实施例提供的环保型绝缘介质浓度快速在线监测装置结构示意图。如图1，所述监测装置包括外壳1、气体池2、向气体池2内提供光的光源3、光谱仪4和计算机5。气体池2、光源3、光谱仪4设置在外壳1内。外壳1上的进气口6和出气口7分别通过带阀门8，9的管道10，11与气体池2流体连通。气体池2上设有将光源3发出的光线聚焦到气体池2内的第一聚焦镜12，和使气体池2内光线聚焦后射入光谱仪4的第二聚焦镜13。光源3采用紫外灯，光源3发出的光经光纤14传输后在第一聚焦镜12作用下射入气体池2内，部分光会被气体池2内气体吸收，剩下未被吸收的部分经过第二聚焦镜13和光纤15传入光谱仪4中，通过光谱仪4测量出从气体池2内射出光线的强度。计算机5连接光谱仪4，用于根据光谱仪4测量出的光强信息计算出气体池2中气体浓度。此外，外壳1还具有数据传输接口16和电源接口17。图2展示了电气设备中环保型绝缘介质(以C5-PFK为例)浓度监方法，所述方法包括：步骤1，首先使用所述监测装置在实验室对标准浓度的C5-PFK气体和背景气体进行测试，利用差分原理获得C5-PFK的紫外差分吸收光谱；步骤2，由朗伯比尔定律计算得到C5-PFK浓度与紫外吸收峰强度之间的关系，N为气体分子数，I(λ)为入射光经过待测气体后的出射光强，由光谱仪测出，σ为气体在波长为λ处的吸收截面；步骤3，由C5-PFK浓度与紫外吸收峰强度之间的关系，得到C5-PFK的浓度定量曲线；步骤4，把实验室获得的上述曲线信息和背景气体光谱信息下载到计算机5中，作为监测未知浓度C5-PFK的参考量；步骤5，将电气设备充气口与所述监测装置进气口6连通，使电气设备内部的气体进入所述装置的气体池2；步骤6，对电气设备内部的绝缘气体进行检测，得到电气设备C5-PFK混合气体的紫外差分吸收光谱，利用Matlab软件求取电气设备C5-PFK混合气体的紫外吸收光谱峰强度，与下载到计算机5中的C5-PFK的浓度定量曲线比对即可得到当前C5-PFK浓度；步骤7，根据长期在线监测结果绘制C5-PFK气体浓度与时间的变化曲线；步骤8，根据C5-PFK气体浓度变化情况提出维护建议，如补气、换气等。本公开环保型绝缘介质浓度快速在线监测方法具有检测过程简单、检测速度快、精度高等优点，监测装置具有电磁兼容性好、抗干扰能力强等优点，可以长期监测电气设备绝缘介质浓度变化，具有很好的工程应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型绝缘介质浓度在线监测装置，其特征在于，包括外壳(1)、气体池(2)、向气体池(2)内提供光的光源(3)、光谱仪(4)和计算机(5)，气体池(2)、光源(3)、光谱仪(4)设置在外壳(1)内，外壳(1)上的进气口(6)和出气口(7)分别通过带阀门的管道与气体池(2)流体连通，气体池(2)上设有将光源(3)发出的光线聚焦到气体池(2)内的第一聚焦镜(12)，和使气体池(2)内光线聚焦后射入光谱仪(4)的第二聚焦镜(13)，计算机(5)连接光谱仪(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型绝缘介质浓度在线监测装置，其特征在于，包括外壳(1)、气体池(2)、向气体池(2)内提供光的光源(3)、光谱仪(4)和计算机(5)，气体池(2)、光源(3)、光谱仪(4)设置在外壳(1)内，外壳(1)上的进气口(6)和出气口(7)分别通过带阀门的管道与气体池(2)流体连通，气体池(2)上设有将光源(3)发出的光线聚焦到气体池(2)内的第一聚焦镜(12)，和使气体池(2)内光线聚焦后射入光谱仪(4)的第二聚焦镜(13)，计算机(5)连接光谱仪(4)。


2.根据权利要求1所述的环保型绝缘介质浓度在线监测装置，其特征在于，光源(3)为紫外灯。


3.一种环保型绝缘介质浓度在线监测方法，其特征在于，包括：
使用权利要求1或2所述的监测装置对标准浓度的绝缘气体和背景气体进行测试，利用差分原理获得绝缘气体的紫外差分吸收光谱；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，王邸博，莫文雄，傅明利，黄青丹，罗颜，宋浩永，景一，陈于晴，卓然，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44