CN112798680A - 一种应用于sf6分解产物的检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于SF₆分解产物的检测装置及其方法，所述应用于SF₆分解产物的检测装置用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，所述应用于SF₆分解产物的检测装置包括：真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、下盖板、PDMS薄膜、夹管阀和飞行时间质谱仪；所述上盖板侧面设置有通孔，所述上盖板的通孔在所述上盖板的凹槽和下端面之间，所述上盖板的通孔与夹管阀的一端连接，上盖板设置的通孔与夹管阀以及飞行时间质谱同轴设置；夹管阀通过设置施加脉冲信号控制开启的时间。本发明实施例可实现SF₆分解产物中硫化物和碳氟化物的快速分析和检测，通过定性定量分析，给出设备内部的运行情况，对设备故障做到及时预警，保障电力设备的安全稳定运行。

Description

一种应用于SF6分解产物的检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及电气设备现场试验技术领域，尤其涉及一种应用于SF₆分解产物的检测装置及其方法。

背景技术

六氟化硫(SF₆)气体具有优良的绝缘和灭弧性能，广泛应用于气体绝缘组合电器(GIS)、气体绝缘断路器、变压器、互感器等电气设备中。我国220KV及以上电压等级开关设备主要采用SF₆气体绝缘设备，在城市电网中六氟化硫电气设备的使用更加广泛。SF₆气体在设备正常的运行情况下均含有一定量杂质，当设备内部存在故障的情况下，SF₆气体本身或SF₆与设备内部的绝缘材料相互作用会产生一定种类和一定量的杂质，放电或者高温会导致SF₆气体分解，其分解产物与结构材料是不相容的。SF₆气体在电弧高温作用下，很少量的SF₆会分解为有毒的SOF₂、SO₂F₂、SF₄和SOF₄等，电弧熄灭后，大部分又可还原，仅有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应，产生金属氟化物以及HF有毒性和腐蚀性物质。需要通过对杂质种类和含量的分析，分析并判断SF₆电气设备内部的故障情况，采用SF₆气体分析技术判断设备内部故障类似于采用绝缘油中溶解气体分析方法判断充油设备内部故障，因此研究运行设备中SF₆气体分解产物与设备故障的关系对于指导实际工作显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题，提供一种应用于SF₆分解产物的检测装置及其方法，实现SF₆分解产物中硫化物和碳氟化物的快速分析和检测，通过定性定量分析，给出设备内部的运行情况，综合评价设备运行状态，对设备故障做到及时预警，保障电力设备的安全稳定运行。

本发明实施例提供一种应用于SF₆分解产物的检测装置，所述应用于SF₆分解产物的检测装置用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，所述应用于SF₆分解产物的检测装置包括：真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、下盖板、PDMS薄膜、夹管阀和飞行时间质谱仪，其中：

所述真空紫外VUV灯设置在中轴线上，所述灯罩为带有凸台的中空圆柱形结构，且位于所述真空紫外VUV灯的外周；

所述上盖板带有凹槽的中空圆柱形结构，所述真空紫外VUV灯和所述灯罩设置在所述上盖板的凹槽上；

所述PDMS薄膜放置在上盖板和下盖板之间；

所述下盖板为带有凹槽的圆柱形结构，所述下盖板的凹槽的中心位置开有通孔至下盖板的下端面；

所述真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS薄膜、下盖板同轴设置，PDMS薄膜依靠上盖板和下盖板实现压紧；

所述上盖板侧面设置有通孔，所述上盖板的通孔在所述上盖板的凹槽和下端面之间，所述上盖板的通孔与夹管阀的一端连接，上盖板设置的通孔与夹管阀以及飞行时间质谱同轴设置；夹管阀通过设置施加脉冲信号控制开启的时间。

所述上盖板的下端面设置有O型圈，所述O型圈用于与灯罩配合压紧实现密封。

所述上盖板的凹槽内部设置有螺纹，所述螺纹与灯罩的凸台的螺纹相互拧紧配合。

所述下盖板的上端面设置有两个O型圈，一个O型圈的尺寸大于下盖板的凹槽小于PDMS薄膜，另一个O型圈的尺寸大于PDMS薄膜小于下盖板上端面尺寸。

所述上盖板和下盖板上均设置有同轴且均匀分布的4个螺纹孔，所述上盖板和所述下盖板通过螺钉与螺纹孔相互拧紧。

相应的，本发明实施例还提供了一种基于应用于SF₆分解产物的检测装置进行检测的方法，所述方法包括：

将SF₆气体通过气体入口流经PDMS薄膜后通过气体出口排出，通过PDMS薄膜的气体被真空紫外VUV灯电离，在夹管阀打开后被电离的样品进入飞行时间质谱检测分析，所述气体入口位于所述上盖板的通孔上，所述气体出口位于下盖板的通孔上。

相比于现有技术，本发明实施例可以实现SF₆分解产物中硫化物和碳氟化物的快速分析和检测，通过定性定量分析，给出设备内部的运行情况，综合评价设备运行状态，对设备故障做到及时预警，保障电力设备的安全稳定运行。

本发明实施例通过对杂质种类和含量的分析，可以分析并判断SF₆电气设备内部的故障情况，采用SF₆气体分析技术判断设备内部故障类似于采用绝缘油中溶解气体分析方法判断充油设备内部故障，具有无需设备停电，可及时跟踪设备内部故障的发展状况，方法简便的优点。

本发明实施例主要用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，具体说来就是利用该方法对分解产物中的硫化物和碳氟化物进行在线检测，通过定性定量分析来判断设备内部的运行状态，从而实现故障预警功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例中的应用于SF₆分解产物的检测装置结构示意图；

1—真空紫外VUV灯、2—灯罩、3—上盖板、4—PDMS薄膜、5—下盖板、6—螺钉、7—O型圈、8—夹管阀、9—飞行时间质谱仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例所提供的应用于SF₆分解产物的检测装置，所述应用于SF₆分解产物的检测装置用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，所述应用于SF₆分解产物的检测装置包括：真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、下盖板、PDMS薄膜、夹管阀和飞行时间质谱仪，其中：

所述真空紫外VUV灯设置在中轴线上，所述灯罩为带有凸台的中空圆柱形结构，且位于所述真空紫外VUV灯的外周；

所述上盖板带有凹槽的中空圆柱形结构，所述真空紫外VUV灯和所述灯罩设置在所述上盖板的凹槽上；

所述PDMS薄膜放置在上盖板和下盖板之间；

所述下盖板为带有凹槽的圆柱形结构，所述下盖板的凹槽的中心位置开有通孔至下盖板的下端面；

所述真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS薄膜、下盖板同轴设置，PDMS薄膜依靠上盖板和下盖板实现压紧；

所述上盖板侧面设置有通孔，所述上盖板的通孔在所述上盖板的凹槽和下端面之间，所述上盖板的通孔与夹管阀的一端连接，上盖板设置的通孔与夹管阀以及飞行时间质谱同轴设置；夹管阀通过设置施加脉冲信号控制开启的时间。

所述上盖板的下端面设置有O型圈，所述O型圈用于与灯罩配合压紧实现密封。

所述上盖板的凹槽内部设置有螺纹，所述螺纹与灯罩的凸台的螺纹相互拧紧配合。

所述下盖板的上端面设置有两个O型圈，一个O型圈的尺寸大于下盖板的凹槽小于PDMS薄膜，另一个O型圈的尺寸大于PDMS薄膜小于下盖板上端面尺寸。

所述上盖板和下盖板上均设置有同轴且均匀分布的4个螺纹孔，所述上盖板和所述下盖板通过螺钉与螺纹孔相互拧紧。

相应的，本发明实施例还提供了一种基于应用于SF₆分解产物的检测装置进行检测的方法，所述方法包括：

将SF₆气体通过气体入口流经PDMS薄膜后通过气体出口排出，通过PDMS薄膜的气体被真空紫外VUV灯电离，在夹管阀打开后被电离的样品进入飞行时间质谱检测分析，所述气体入口位于所述上盖板的通孔上，所述气体出口位于下盖板的通孔上。

本发明实施例可以实现SF₆分解产物中硫化物和碳氟化物的快速分析和检测，通过定性定量分析，给出设备内部的运行情况，综合评价设备运行状态，对设备故障做到及时预警，保障电力设备的安全稳定运行。

本发明实施例通过对杂质种类和含量的分析，可以分析并判断SF₆电气设备内部的故障情况，采用SF₆气体分析技术判断设备内部故障类似于采用绝缘油中溶解气体分析方法判断充油设备内部故障，具有无需设备停电，可及时跟踪设备内部故障的发展状况，方法简便的优点。

本发明实施例主要用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，具体说来就是利用该方法对分解产物中的硫化物和碳氟化物进行在线检测，通过定性定量分析来判断设备内部的运行状态，从而实现故障预警功能。

实施例二

本发明实施例主要应用于SF₆分解产物的快速检测，图1示出了本发明实施例中的应用于SF₆分解产物的检测装置结构示意图，本发明实施例所提供的应用于SF₆分解产物的检测装置，包括真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS(聚二甲基硅氧烷薄膜)薄膜、下盖板、螺钉、O型圈、夹管阀和飞行时间质谱仪；真空紫外VUV灯设置在中轴线上，O型圈套在真空紫外VUV灯底部位置；灯罩为带有凸台的中空圆柱形结构，凸台的外表面设置有螺纹；上盖板带有凹槽的中空圆柱形结构，凹槽的内部设置有螺纹，与灯罩凸台的螺纹相互拧紧配合，通过灯罩压紧O型圈进行密封，凹槽的中心位置开有通孔至上盖板的下端面，通孔尺寸小于凹槽尺寸，上盖板的下端面设置有O型圈，侧面设置有通孔，通孔在凹槽与下端面之间；PDMS薄膜放置在上盖板和下盖板之间；下盖板的为带有凹槽的圆柱形结构，凹槽的中心位置开有通孔至下盖板的下端面，下盖板的上端面设置有两个O型圈，一个O型圈的尺寸大于凹槽小于PDMS薄膜，另一个O型圈的尺寸大于PDMS薄膜小于下盖板上端面尺寸；上盖板和下盖板上均设置有同轴且均匀分布的4个螺纹孔，螺钉与螺纹孔相互拧紧；上盖板侧面上设置的通孔与夹管阀的一端连接；夹管阀的另一端与飞行时间质谱仪连接。真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS薄膜、下盖板、螺钉、O型圈同轴设置，PDMS薄膜依靠上盖板和下盖板的压紧，最后通过螺钉与螺纹孔拧紧密封。上盖板设置的通孔与夹管阀以及飞行时间质谱同轴设置；夹管阀通过设置施加脉冲信号控制开启的时间。

SF₆气体通过气体入口流经PDMS薄膜后通过气体出口排出，通过PDMS薄膜的气体被真空紫外VUV灯电离，在夹管阀打开后被电离的样品进入飞行时间质谱检测分析。

本发明实施例所涉及的装置从上到下依次包括真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS薄膜、下盖板、螺钉、O型圈、夹管阀)和飞行时间质谱仪。各部分同轴设置并采用O型圈压紧密封。

SF₆气体通过气体入口流经PDMS薄膜后通过气体出口排出，PDMS薄膜具有富集效果，通过压差的作用气体PDMS薄膜被真空紫外VUV灯电离，在夹管阀打开后被电离的样品进入飞行时间质谱检测分析。夹管阀开启的时间由脉冲的脉宽决定，通过实验优化选择合适的开启时间。

本发明实施例可以实现SF₆分解产物中硫化物和碳氟化物的快速分析和检测，通过定性定量分析，给出设备内部的运行情况，综合评价设备运行状态，对设备故障做到及时预警，保障电力设备的安全稳定运行。

本发明实施例通过对杂质种类和含量的分析，可以分析并判断SF₆电气设备内部的故障情况，采用SF₆气体分析技术判断设备内部故障类似于采用绝缘油中溶解气体分析方法判断充油设备内部故障，具有无需设备停电，可及时跟踪设备内部故障的发展状况，方法简便的优点。

本发明实施例主要用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，具体说来就是利用该方法对分解产物中的硫化物和碳氟化物进行在线检测，通过定性定量分析来判断设备内部的运行状态，从而实现故障预警功能。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种应用于SF₆分解产物的检测装置，其特征在于，所述应用于SF₆分解产物的检测装置用于电气设备中绝缘气体SF₆分解产物的检测，所述应用于SF₆分解产物的检测装置包括：真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、下盖板、PDMS薄膜、夹管阀和飞行时间质谱仪，其中：

所述真空紫外VUV灯设置在中轴线上，所述灯罩为带有凸台的中空圆柱形结构，且位于所述真空紫外VUV灯的外周；

所述上盖板带有凹槽的中空圆柱形结构，所述真空紫外VUV灯和所述灯罩设置在所述上盖板的凹槽上；

所述PDMS薄膜放置在上盖板和下盖板之间；

所述下盖板为带有凹槽的圆柱形结构，所述下盖板的凹槽的中心位置开有通孔至下盖板的下端面；

所述真空紫外VUV灯、灯罩、上盖板、PDMS薄膜、下盖板同轴设置，PDMS薄膜依靠上盖板和下盖板实现压紧；

所述上盖板侧面设置有通孔，所述上盖板的通孔在所述上盖板的凹槽和下端面之间，所述上盖板的通孔与夹管阀的一端连接，上盖板设置的通孔与夹管阀以及飞行时间质谱同轴设置；夹管阀通过设置施加脉冲信号控制开启的时间。

2.如权利要求1所述的应用于SF₆分解产物的检测装置，其特征在于，所述上盖板的下端面设置有O型圈，所述O型圈用于与灯罩配合压紧实现密封。

3.如权利要求1所述的应用于SF₆分解产物的检测装置，其特征在于，所述上盖板的凹槽内部设置有螺纹，所述螺纹与灯罩的凸台的螺纹相互拧紧配合。

4.如权利要求1所述的应用于SF₆分解产物的检测装置，其特征在于，所述下盖板的上端面设置有两个O型圈，一个O型圈的尺寸大于下盖板的凹槽小于PDMS薄膜，另一个O型圈的尺寸大于PDMS薄膜小于下盖板上端面尺寸。

5.如权利要求1所述的应用于SF₆分解产物的检测装置，其特征在于，所述上盖板和下盖板上均设置有同轴且均匀分布的4个螺纹孔，所述上盖板和所述下盖板通过螺钉与螺纹孔相互拧紧。

6.一种基于权利要求1至4任一项所述的应用于SF₆分解产物的检测装置进行检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

将SF₆气体通过气体入口流经PDMS薄膜后通过气体出口排出，通过PDMS薄膜的气体被真空紫外VUV灯电离，在夹管阀打开后被电离的样品进入飞行时间质谱检测分析，所述气体入口位于所述上盖板的通孔上，所述气体出口位于下盖板的通孔上。

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