CN104865217A - 一种基于傅里叶变换的sf6气体分解产物分析装置 - Google Patents

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林海丹
杨代勇
孙友群
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Abstract

本发明公开了一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，包括依次连通的初效过滤器、取样管、流量调节机构、FTIR分析仪和废气收集机构；流量调节机构包括依次相连的流量调节阀、流量计和压力表，且流量调节阀的入口与取样管的出口连通，而压力表与FTIR分析仪连接；取样管包括取样管本体，且取样管本体的入口和出口分别设有第一自封接头和第二自封接头，而第一自封接头和第二自封接头分别与初效过滤器和流量调节阀连通。本发明提供的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置能将气体取样和气体检测合二为一，可避免二次污染，并且还具有检测精度高、所需气体量小且能精准控制气体量的优点。

Description

一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置
技术领域
本发明涉及电力行业的气体取样和检测设备，尤其涉及一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置。
背景技术
现研究结果已表明，当SF6设备中发生绝缘故障时，放电产生的高温电弧使得SF6气体发生分解反应，SF6电气设备内部故障时的分解产物主要是硫化物和氟化物，硫化物主要有SO2、H2S、SF4、SO2F2、SOF2等，氟化物主要有HF、CF4和金属氟化物。
上述的分解物中除SO2、H2S和CF4毒性小外，其它都是剧毒物, 在设备内部的含量极少，又不稳定；其中SF4、SOF2等又会水解产生稳定的SO2和HF，因此，检测到的SO2 浓度是直接分解和水解产物的总量；H2S 是固体绝缘材料分解的特征组分，在故障能量较大时才会产生；HF腐蚀性很强，传感器昂贵、寿命短，现场检测的必要性不大；CF4在新气中有约200μl/L含量，若用这么大含量的增加值来评价绝缘材料是否发生分解，其可靠性就大为降低。
因为基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析具有检测速度快、灵敏度高、检测准确度高、无需气体分离、需要样气少和能够实现现场测量的优点，随着GIS组合设备的广泛应用，新的检测方法和检测手段的提高，基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的市场潜力非常大，势必将成为SF6电气设备故障监测和诊断的一种有效手段。但现有的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置对SF6气体分解产物的取样和检测是分开进行的，一般是先在气体环境中进行取样，然后将取样获得的SF6气体及其分解产物从取样设备中取出存放到另外的储存罐中，在需要进行对气体样品进行检测时，再将储存罐中的SF6气体及其分解产物样品抽取并输入到FTIR分析仪中，不仅工序复杂，而且SF6气体及其分解产物从取样到分析，中间需经历多次抽取和储存，这样极易将外界环境中的其它气体和水分等带到取样气体中，造成二次污染，严重影响到SF6气体及其分解产物的检测精度。另外，现有的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置所需气体量大，且在检测过程中对气体量不能进行精确控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种将气体取样和气体检测合二为一、可避免二次污染、可提高检测精度、所需气体量小且能精准控制气体量的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，包括依次连通的初效过滤器、取样管、流量调节机构、FTIR分析仪和废气收集机构；
流量调节机构包括依次相连的流量调节阀、流量计和压力表，且流量调节阀的入口与取样管的出口连通，而压力表与FTIR分析仪连接；
取样管包括取样管本体，且取样管本体的入口和出口分别设有第一自封接头和第二自封接头，而第一自封接头和第二自封接头分别与初效过滤器和流量调节阀连通。
本发明所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置包括依次连通的初效过滤器、取样管、流量调节机构、FTIR分析仪和废气收集机构；其中，初效过滤器用于对外界环境中的气体进行过滤，避免杂质进入到FTIR分析仪中；取样管用于采集待检测的气体样品；该气体样品在流量调节机构的控制下直接输入到FTIR分析仪中，具体为：在流量调节机构中，流量计和压力表双管齐下，使得进入FTIR分析仪中的气体量的压力始终保持在1个标准大气压，即实现了对气体量的精准控制，这样还可避免FTIR分析仪因流量波动而引起偏差，大为提高了所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的检测精度。
上述气体样品在输入到FTIR分析仪中后直接进行检测分析，然后再将检测分析后的气体输入到废气收集机构中，避免了空气污染。
综上所述，在本发明所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置实现了气体取样和气体检测功能的整合，避免了气体多次抽取和输入的过程中所造次的二次污染，进一步提高了检测精度。
在利用本发明所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置对SF6气体进行检测分析时，是采取用多少取样多少的原则，不会浪费多余的取样气体，这样的设计减少了所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置检测所需的气体量。
另外，上述取样管包括取样管本体，且取样管本体的入口和出口分别设有第一自封接头和第二自封接头，而第一自封接头和第二自封接头分别与初效过滤器和流量调节阀连通，这样的设计使得取样管实现了自封功能，可在内部正压状态下保存，有效避免了水分和杂质的进入，有助于进一步提高所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的检测精度，在使用前也无需进行冲洗抽真空，方便了使用。
优选地，上述初效过滤器包括过滤网层及与该过滤网层连通的活性炭过滤层。这样的设计有助于增强初效过滤器对待检测气体的过滤和除杂效果，有助于保障所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置具有比较高的检测精度。
进一步地，上述第二自封接头与流量调节阀之间设有高效过滤器。高效过滤器主要用于对取样管输出的待测气体作进一步过滤，从而有助于进一步提高所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的检测精度。
更进一步地，上述高效过滤器与流量调节阀之间设有减压阀。减压阀的设置可避免大流量的待测气体对流量调节阀产生冲击，从而使得FTIR分析仪因流量波动而引起偏差，大为提高了所述基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的检测精度。
进一步地，上述FTIR分析仪上设有温度传感器、湿度传感器或压力传感器。
进一步地，上述FTIR分析仪与废气收集机构之间设有第一真空泵。
进一步地，上述FTIR分析仪与第一真空泵之间设有缓冲罐。该缓冲罐的设计有助于减小FTIR分析仪排放的气体对第一真空泵的冲击。
另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
因此，本发明提供的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置能将气体取样和气体检测合二为一，可避免二次污染，并且还具有检测精度高、所需气体量小且能精准控制气体量的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本实施例中基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置的结构示意图；
图2是初效过滤器的结构示意图；
图3是取样管的结构示意图；
附图中，1为初效过滤器，1.1为过滤网层，1.2为活性炭过滤层，2为取样管，2.1为取样管本体，2.2为第一自封接头，2.3为第二自封接头，3为流量调节机构，4为FTIR分析仪，5为废气收集机构，6为流量调节阀，7为流量计，8为压力表，9为高效过滤器，10为减压阀，11为第一真空泵，12为第一阀门，13为第二阀门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明较佳实施例中，一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，如图1所示，包括依次连通的初效过滤器1、取样管2、高效过滤器9、流量调节机构3、FTIR分析仪4、第一真空泵11和废气收集机构5；
上述流量调节机构3包括依次相连的减压阀10、流量调节阀6、流量计7和压力表8，其中，减压阀10设置在高效过滤器9和流量调节阀6之间，流量计7与压力表8之间设有第一阀门12，而压力表8与上述FTIR分析仪4连接；
如图3所示，上述取样管2包括取样管本体2.1，且该取样管本体2.1的入口和出口分别设有第一自封接头2.2和第二自封接头2.3，而该第一自封接头2.2和第二自封接头2.3分别与上述初效过滤器1和高效过滤器9连通。
如图2所示，上述初效过滤器1包括过滤网层1.1及与该过滤网层1.1连通的活性炭过滤层1.2。
上述FTIR分析仪4与第一真空泵11之间设有缓冲罐，且该缓冲罐与第一真空泵11之间设有第二阀门13；上述废气收集机构5通过第二真空泵连接有废气处理机构，以处理检测结束后的SF6气体及其分解产物，避免污染环境。
在本实施例中，上述FTIR分析仪4上设有温度传感器、湿度传感器或压力传感器。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，包括依次连通的初效过滤器（1）、取样管（2）、流量调节机构（3）、FTIR分析仪（4）和废气收集机构（5）；
所述流量调节机构（3）包括依次相连的流量调节阀（6）、流量计（7）和压力表（8），且所述流量调节阀（6）的入口与所述取样管（2）的出口连通，而所述压力表（8）与所述FTIR分析仪（4）连接；
所述取样管（2）包括取样管本体（2.1），且所述取样管本体（2.1）的入口和出口分别设有第一自封接头（2.2）和第二自封接头（2.3），而所述第一自封接头（2.2）和第二自封接头（2.3）分别与所述初效过滤器（1）和流量调节阀（6）连通。
2.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述初效过滤器（1）包括过滤网层（1.1）及与所述过滤网层（1.1）连通的活性炭过滤层（1.2）。
3.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述第二自封接头（2.3）与所述流量调节阀（6）之间设有高效过滤器（9）。
4.根据权利要求3所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述高效过滤器（9）与所述流量调节阀（6）之间设有减压阀（10）。
5.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述FTIR分析仪（4）上设有温度传感器、湿度传感器或压力传感器。
6.根据权利要求1或5所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述FTIR分析仪（4）与废气收集机构（5）之间设有第一真空泵（11）。
7.根据权利要求6所述的基于傅里叶变换的SF6气体分解产物分析装置，其特征在于，所述FTIR分析仪（4）与第一真空泵（11）之间设有缓冲罐。
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