專利名稱：一種檢測高壓電氣設(shè)備SF₆氣體泄漏的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓氣體設(shè)備檢測領(lǐng)域，特別涉及一種檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電力系統(tǒng)中裝設(shè)有大量的SF6電氣絕緣設(shè)備，但是由于存在設(shè)計、制造、安裝以及運行維護不當(dāng)?shù)仍颍赡軙斐筛邏弘姎庠O(shè)備SF6氣體的泄漏。高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏會產(chǎn)生如下的一些問題(I) SF6氣體在電弧、局部放電以及高溫等因素的作用下會進行分解繼而產(chǎn)生分解 物，其與因設(shè)備泄漏而帶來的水分反應(yīng)會產(chǎn)生某些腐蝕性極強的電解質(zhì)，它們不僅會對設(shè)備的滅弧室金屬元件以及密封絕緣材料產(chǎn)生腐蝕作用，影響設(shè)備的機械性能，縮短設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的絕緣能力，而且對人也具有毒性，會對運行維護人員的人身安全造成巨大的危害；(2) SF6氣體在壓強為101325Pa、氣溫20°C時的密度為6. 16g/L，而只在這個條件下它才具有優(yōu)異的絕緣、滅弧性能，但是設(shè)備的泄漏將會對氣體的壓強產(chǎn)生影響，從而對氣體的密度值產(chǎn)生影響；(3)SF6氣體是一種具有強烈溫室效應(yīng)的氣體，它的溫室效應(yīng)是CO2的23900倍，所以它的泄漏對于大氣環(huán)境將造成巨大的危害；(4)SF6氣體價格昂貴，且SF6高壓電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如若設(shè)備泄漏造成頻繁充氣會對電力系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟壓力。因此，考慮到以上的這些不利影響，有必要采取合適的方法實時檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體的泄漏。目前廣泛應(yīng)用的方法有肥皂泡法、包扎法、鹵化物檢測、紫外線電離等，均存在實時性差，精確度低以及浪費人力物力等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于差分吸收激光雷達技術(shù)的檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供實現(xiàn)上述方法的檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法，包括以下步驟SI在待測區(qū)域的一側(cè)放置激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置，另一側(cè)放置地物目標；其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同；S2激光發(fā)生裝置在IOms之內(nèi)連續(xù)發(fā)射兩束激光，兩束激光的波長分別為SF6氣體的吸收峰值波長λ on和吸收谷值波長λ off 發(fā)射功率分別為Pt ( λ on)和Pt ( λ off)；S3兩束激光到達地物目標，被地物目標反射后折回，被激光吸收裝置接收，經(jīng)去噪聲和信號處理后，得到兩束激光的接收功率分別為Pr ( λ οη)和已(λ Qff);S4根據(jù)以下公式計算待測區(qū)域的SF6氣體濃度C =-1η{-—}
-2.[ )-<ν)μ i^oii)PnJ其中，L表示待測SF6氣體的厚度，α ( λ οη)為波長為λ οη的激光對SF6氣體的吸收度；α ( λ off)為波長為λ off的激光對SF6氣體的吸收度。所述激光發(fā)生裝置為TEA-CO2差分激光雷達。實現(xiàn)上述方法的檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的系統(tǒng)，包括激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置、地物目標、回波信號提取裝置和信號處理裝置； 其中，激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置位于待測區(qū)域的一側(cè)，地物目標位于待測區(qū)域的另一側(cè)，其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同；回波信號提取裝置、信號處理裝置分別與激光吸收裝置連接。本發(fā)明的基本原理如下氣體對于光束具有一定的吸收作用，當(dāng)光通過氣體時會在氣體內(nèi)部形成躍遷，光束失去能量，而氣體獲得能量，這個過程稱為氣體的光吸收效應(yīng)。不同的氣體對于光的吸收效果不同，而且同一種氣體對于不同波長的光吸收效果也不同。最大的吸收峰值對應(yīng)的波長稱為，緊鄰的波谷處的對應(yīng)的波長稱為λ。# SF6氣體吸收峰值大，帶寬窄，很符合用差分激光的原理來進行檢測的條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果本發(fā)明通過采用兩束分別為3^氣體的吸收峰值波長為和吸收谷值波長為λ。 的激光透射過待測區(qū)域，通過比較兩束激光的發(fā)射、吸收功率獲得待測區(qū)域的3^氣體的濃度，測試精度高；本發(fā)明在測試過程中，現(xiàn)場設(shè)備無需斷電，節(jié)約成本、不影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，測試人員無需靠近設(shè)備，不會威脅到人身安全，同時設(shè)備運行不會產(chǎn)生對壞境有害物質(zhì)，具有環(huán)保性特點。


圖I為本發(fā)明的檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例如圖I所示，本發(fā)明的檢測高壓電氣設(shè)備5^氣體泄漏的系統(tǒng)，包括激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置、地物目標、回波信號提取裝置和信號處理裝置；所述激光發(fā)生裝置為TEA-CO2差分激光雷達。其中，激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置位于待測區(qū)域的一側(cè)，地物目標位于待測區(qū)域的另一側(cè)，其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同；回波信號提取裝置、信號處理裝置分別與激光吸收裝置連接。本發(fā)明檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法，包括以下步驟
SI在待測區(qū)域的一側(cè)放置激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置，另一側(cè)放置地物目標；其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同；S2激光發(fā)生裝置在IOms之內(nèi)連續(xù)發(fā)射兩束激光，兩束激光的波長分別為SF6氣體的吸收峰值波長λ on和吸收谷值波長λ off 發(fā)射功率分別為Pt ( λ on)和Pt ( λ off)；S3兩束激光到達地物目標，被地物目標反射后折回，被激光吸收裝置接收，經(jīng)去噪聲和信號處理后，得到兩束激光的接收功率分別為已(λ οη)和已(λ Qff);S4根據(jù)以下公式計算待測區(qū)域的SF6氣體濃度

權(quán)利要求
1.一種檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法，其特征在于，包括以下步驟 Si在待測區(qū)域的一側(cè)放置激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置，另一側(cè)放置地物目標；其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同； S2激光發(fā)生裝置在IOms之內(nèi)連續(xù)發(fā)射兩束激光，兩束激光的波長分別為SF6氣體的吸收峰值波長λ on和吸收谷值波長λ off 發(fā)射功率分別為Pt ( λ οη)和Pt (λ Qff); S3兩束激光到達地物目標，被地物目標反射后折回，被激光吸收裝置接收，經(jīng)去噪聲和信號處理后，得到兩束激光的接收功率分別為已(λ οη)和已(λ Qff); S4根據(jù)以下公式計算待測區(qū)域的SF6氣體濃度
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測高壓電氣設(shè)備3^氣體泄漏的方法，其特征在于，所述激光發(fā)生裝置為TEA-CO2差分激光雷達。
3.實現(xiàn)權(quán)利要求I所述方法的檢測高壓電氣設(shè)備3^氣體泄漏的系統(tǒng)，其特征在于，包括激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置、地物目標、回波信號提取裝置和信號處理裝置； 其中，激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置位于待測區(qū)域的一側(cè)，地物目標位于待測區(qū)域的另一側(cè)，其中激光發(fā)生裝置、激光吸收裝置與地物目標的距離相同； 回波信號提取裝置、信號處理裝置分別與激光吸收裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)生裝置為TEA-CO2差分激光雷達。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測高壓電氣設(shè)備SF6氣體泄漏的方法，包括以下步驟S1在待測區(qū)域的一側(cè)放置激光發(fā)生裝置和激光吸收裝置，另一側(cè)放置地物目標；S2激光發(fā)生裝置在激光發(fā)生裝置在10ms之內(nèi)連續(xù)發(fā)發(fā)射兩束激光，兩束激光的波長分別為SF6氣體的吸收峰值波長和吸收谷值波長，記錄兩束激光的發(fā)射功率；S3兩束激光到達地物目標，被地物目標反射后折回，被激光吸收裝置接收，經(jīng)去噪聲和信號處理后，得到兩束激光的接收功率；S4計算待測區(qū)域的SF6氣體濃度。本發(fā)明還公開了實現(xiàn)上述方法的裝置。本發(fā)明測試精度高；現(xiàn)場設(shè)備無需斷電，節(jié)約成本，還具有環(huán)保性特點。
文檔編號G01M3/38GK102829938SQ20121031385
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者戴棟, 代洲 申請人:華南理工大學(xué)