CN102445314A - 激光成像sf6气体漏点定位系统 - Google Patents

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侯凤岭
孙庆生
江和顺
秦鹏
杨治纲
金星
张谢
刘登兵
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Abstract

本发明公开了一种激光成像SF6气体漏点定位系统，总电源分别与微控制器、激光电源、激光器冷却系统等部件相连接；激光电源与激光器相连接；激光器与激光自动调节单元相连接；激光自动调节单元的激光输出端设有第一锗镜头；被测物体的反射光经过第二锗镜头进入红外热像接收单元；红外热像接收单元的输出端与光学探测器的输入端相连接；光学探测器的输出端与显微匹配器的输入端相连接；显微匹配器依次通过放大单元、模数转换器微控制器相连接；微控制器上还连接有显示器。本发明的定位系统，具有可在设备不停电的情况下检测气体泄漏部位、可保障电力设备的安全稳定运行等优点。

Description

激光成像SF6气体漏点定位系统
技术领域
本发明涉及一种SF6气体漏点定位系统，尤其是一种用于电力设备SF6气体泄漏检测的激光成像SF6气体漏点定位系统。
背景技术
由于Sulfur Hexafluoride(SF6)气体优良的绝缘性能和灭弧性能，采用SF6气体作为绝缘介质的产品所具有的可靠性高、检修工作量少、检修周期长等优点，与传统油绝缘设备相比具有不可比拟的优势。SF6气体从1940年作为绝缘介质开始，迄今已被广泛地应用在电力设备中，如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母排等。伴随着SF6大量的使用，SF6泄漏问题也开始显露。由于SF6气体是一种无色无味的惰性气体，发生泄漏后很难找到泄漏部位。实际运行过程中，已经发生过多起由于SF6气体泄漏而引起设备非计划停运的案例。
传统的检漏方法有表面张力法、局部包扎法、手持式检漏仪法，这些方法常常受到设备运行状态的制约，现场使用起来很不方便，并且精度不高，很难准确发现设备泄漏部位，而且检测时要与高压设备接触，安全性较差，容易对电力设备的运行造成不良影响。因此寻找一种快速、准确定位运行中的SF6气体绝缘设备漏点的技术显得成尤为重要。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种激光成像SF6气体漏点定位系统，以便于SF6气体漏点的检测，并保障电力设备的安全稳定运行。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
激光成像SF6气体漏点定位系统，其结构特点是，包括微控制器、总电源、激光器、激光电源、激光器冷却系统、激光自动调节单元、红外热像接收单元、光学探测器、显微匹配器、放大单元、模数转换器和显示器；总电源分别与微控制器、激光电源、激光器冷却系统、显微匹配器、放大单元、模数转换器和显示器相连接；激光电源与激光器相连接并为激光器提供电源；激光器与激光自动调节单元相连接，并由激光自动调节单元将激光器发出的激光进行调节后发射出照射于被测物体上；所述激光自动调节单元的激光输出端设有第一锗镜头；被测物体的反射光经过置于红外热像接收单元之前的第二锗镜头进入红外热像接收单元；红外热像接收单元的输出端与光学探测器的输入端相连接；光学探测器的输出端与显微匹配器的输入端相连接；显微匹配器的输出端与放大单元的输入端相连接，并由放大单元将显微匹配器的输出信号进行放大；放大单元的输出端连接模数转换器的输入端，并由模数转换器将放大后的信号转化为数字信号；模数转换器的输出端与微控制器相连接，由微控制器对模数转换器输出的数字信号进行处理，并判断是否有SF6气体泄漏；所述微控制器上还连接有显示器。
本发明的激光成像SF6气体漏点定位系统的结构特点也在于：
所述激光器为CO2激光发射器，该激光器发出的激光的波长在9.2μm～11.8μm之间。
所述红外热像接收单元为窄带滤光器。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
激光成像SF6气体漏点定位系统充分利用SF6气体吸收红外强的特性，使通常看不见的SF6气体泄漏在成像仪取景器上变得清晰可见，从而使得变电站维护人员能快速定位泄漏位置。检测时无需停电，不用接触就能直观的看见SF6气体泄露点，极大的提高了查漏的效率，保证了SF6设备的安全运行和检测人员的安全。采用高灵敏探测器，具有很高的探测灵敏度，能够被发现低于0.001scc/sec时的SF6气体泄露，并且能够以成像方式清楚的查找到泄露位置。该系统性能优异，质量稳定，具有极高的性价比。本发明的定位系统，具有可在设备不停电的情况下检测气体泄漏部位、可保障电力设备的安全稳定运行等优点。
附图说明
图1为本发明的激光成像SF6气体漏点定位系统的系统机构图。
图2为本发明的激光成像SF6气体漏点定位系统的检测原理图。
附图1～附图2中标号：1微控制器，2总电源，3激光器，4激光电源，5激光器冷却系统，6激光自动调节单元，7红外热像接收单元，8光学探测器，9显微匹配器，10放大单元，11模数转换器，12显示器，13被测物体，14第一锗镜头，15第二锗镜头。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1～图2，激光成像SF6气体漏点定位系统，包括微控制器1、总电源2、激光器3、激光电源4、激光器冷却系统5、激光自动调节单元6、红外热像接收单元7、光学探测器8、显微匹配器9、放大单元10、模数转换器11和显示器12；总电源2分别与微控制器1、激光电源4、激光器冷却系统5、显微匹配器9、放大单元10、模数转换器11和显示器12相连接；激光电源4与激光器3相连接并为激光器3提供电源；激光器3与激光自动调节单元6相连接，并由激光自动调节单元6将激光器3发出的激光进行调节后发射出照射于被测物体13上；所述激光自动调节单元6的激光输出端设有第一锗镜头14；被测物体13的反射光经过置于红外热像接收单元7之前的第二锗镜头15进入红外热像接收单元7；红外热像接收单元7的输出端与光学探测器8的输入端相连接；光学探测器8的输出端与显微匹配器9的输入端相连接；显微匹配器9的输出端与放大单元10的输入端相连接，并由放大单元10将显微匹配器9的输出信号进行放大；放大单元10的输出端连接模数转换器11的输入端，并由模数转换器11将放大后的信号转化为数字信号；模数转换器11的输出端与微控制器1相连接，由微控制器1对模数转换器11输出的数字信号进行处理，并判断是否有SF6气体泄漏；所述微控制器1上还连接有显示器12。CO2激光入射到被检测区域的被测物体上，并在被测物体表面上反射，反射光是沿着原来的光路，重新返回到检测设备处，由红外热像接收单元接收反射光，并由光学探测器对发射光进行处理。由于被测气体SF6与背景有不同的吸收率，被反射回到探测器的光子数量不同，返回的数据被处理后，通过显示器成像。当不存在SF6气体泄漏时，返回的红外能量是背景反射的能量，显示设备上能看到目标区域红外成像图。当检测区域存在SF6气体泄漏时，由于SF6气体对红外光线具有强烈吸收作用，所以此时反射到检测设备的红外光线能量会急剧地减弱，SF6气体在显示设备上显示为黑色烟，并且随着气体浓度变化，黑度也不同，因而很容易地判断是否有气体泄漏，并能够判断出泄漏其他的浓度。锗镜头的透光率高且透光均匀，尤其适用于红外光设备，能够提高系统的检测效果。
所述激光器3为CO2激光发射器，该激光器3发出的激光的波长在9.2μm～11.8μm之间。CO2激光发射器发出的激光波长稳定，可提高系统的检测准确度。
所述红外热像接收单元7为窄带滤光器。窄带滤光器工作稳定且滤光特性好，能提高系统检测的可靠性和准确度。
SF6气体作为目前已发现的最稳定的温室效应气体，其红外吸收特性极强。本发明的激光成像SF6气体漏点定位系统，充分利用了SF6气体的这种特性，使通常看不见的漏点在激光成像取景器上变得清晰可见，从而使得变电站维护人员能快速定位泄漏位置。
本发明的激光成像SF6气体漏点定位系统，可在设备不停电的情况下，远距离、高效率、安全可靠地以成像方式直观准确定位电气设备上的气体泄漏部位，使检修运行人员能够及时发现问题并处理，防止缺陷恶化，降低设备的故障率，保障电力设备的安全稳定运行。

Claims (3)

1.激光成像SF6气体漏点定位系统，其特征是，包括微控制器(1)、总电源(2)、激光器(3)、激光电源(4)、激光器冷却系统(5)、激光自动调节单元(6)、红外热像接收单元(7)、光学探测器(8)、显微匹配器(9)、放大单元(10)、模数转换器(11)和显示器(12)；总电源(2)分别与微控制器(1)、激光电源(4)、激光器冷却系统(5)、显微匹配器(9)、放大单元(10)、模数转换器(11)和显示器(12)相连接；激光电源(4)与激光器(3)相连接并为激光器(3)提供电源；激光器(3)与激光自动调节单元(6)相连接，并由激光自动调节单元(6)将激光器(3)发出的激光进行调节后发射出照射于被测物体(13)上；所述激光自动调节单元(6)的激光输出端设有第一锗镜头(14)；被测物体(13)的反射光经过置于红外热像接收单元(7)之前的第二锗镜头(15)进入红外热像接收单元(7)；红外热像接收单元(7)的输出端与光学探测器(8)的输入端相连接；光学探测器(8)的输出端与显微匹配器(9)的输入端相连接；显微匹配器(9)的输出端与放大单元(10)的输入端相连接，并由放大单元(10)将显微匹配器(9)的输出信号进行放大；放大单元(10)的输出端连接模数转换器(11)的输入端，并由模数转换器(11)将放大后的信号转化为数字信号；模数转换器(11)的输出端与微控制器(1)相连接，由微控制器(1)对模数转换器(11)输出的数字信号进行处理，并判断是否有SF6气体泄漏；所述微控制器(1)上还连接有显示器(12)。
2.根据权利要求1所述的激光成像SF6气体漏点定位系统，其特征是，所述激光器(3)为CO2激光发射器，该激光器(3)发出的激光的波长在9.2μm～11.8μm之间。
3.根据权利要求1所述的激光成像SF6气体漏点定位系统，其特征是，所述红外热像接收单元(7)为窄带滤光器。
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