CN114235295A - 一种用于电力高压设备泄漏的检测设备及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备及其应用，该检测设备包括：采样单元、载气单元、GC柱和检测单元，采样单元包括依次连接设置的第一采样管路、定量环、控制阀、第二采样管路和抽气泵，载气单元包括载气管路、储压罐和增压泵，GC柱的输入端通过控制阀与定量环连接，检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，分别通过第一进样管路、第二进样管路与GC柱的输出端连接，且第二进样管路上设置有进样电磁阀。本发明中的检测设备通过采样电磁阀的接口方便快速的实现GC‑IMS与MS的单、双模式切换，增强了检测设备的环境检测适应性，能够实现对高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物进行一站式检测。

Description

一种用于电力高压设备泄漏的检测设备及其应用
技术领域
本发明属于安全检测技术领域，特别是涉及一种用于电力高压设备泄漏的设备及其应用。
背景技术
SF6(六氟化硫)具有极强的负电性、绝缘性和高效的灭弧能力，是当前电力行业最重要的绝缘介质之一，已被广泛应用于高压断路器、气体绝缘变电站(GIS)、高压变压器、高压互感器、气体绝缘管道输电线等高电压设备。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国电力行业呈跨越式发展，高压电力设备数量及规模持续增加，新增电力设备中SF6电气设备比例越来越大，由此电力部门对SF6设备可靠性的要求也越来越高。
纯净的SF6化学性质稳定，常温下是一种无色、无味、无毒和不可燃的惰性气体。SF6的泄漏会导致高压系统绝缘不足导致设备损坏并造成环境污染，而SF6在放电过程中分解的产物(CF4、CO、CO2、C2F6、C3F8、SO2F2、SOF2、SO2、H2S、COS、CS2、NF3、N2O等)往往化学性质活泼，并带有毒性和腐蚀性，这不仅会危害电力设备的安全稳定运行而且还会对现场工作人员的生命安全造成威胁。
随着人类对SF6气体放电分解机理的深入了解，应用气体成份分析技术来诊断SF6电气设备的诸如火花放电、电弧放电、间隙击穿、电晕、沿面放电、过热故障等潜伏性故障提供数据支持，保障电网的安全运行已成为可能。
传统的SF6气体泄漏检测技术主要有负电晕、非线性红外、激光成像等技术；分解产物检测技术主要有电化学、气相色谱、红外吸收光谱等技术。气相色谱技术目前主要用于实验室分析，不适用于现场检测，同时在实际的操作过程中检测时间较长，后续分析过程中分离的物质有发生反应的可能，导致检测结果大大降低。而电化学和红外吸收光谱技术不适用于混合气体检测，且尚无专门针对SO2和H2S的红外吸收传感器。
上述现有技术中的检测技术仅能进行SF6泄漏检测，或仅能进行SF6分解产物中某种或某几种特定成分的检测，都难以实现SF6泄漏及其分解产物的一站式检测。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备及其应用，用于解决现有技术中难以实现对高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物进行一站式检测的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备，所述检测设备包括：
采样单元，所述采样单元包括依次连接设置的第一采样管路、定量环、控制阀、第二采样管路和抽气泵，所述第一采样管路的输入端与高压设备管道的接口连接，所述定量环的两端均与所述控制阀连接，所述控制阀的一端与所述第一采样管路的输出端连接，另一端通过所述第二采样管路与所述抽气泵连接，所述抽气泵将所述高压设备管道中的样品采集到定量环中，所述样品包括SF6和/或SF6分解产物；
载气单元，所述载气单元通过所述控制阀与所述定量环连接，载气进入所述定量环中与样品混合形成混合样品；
GC柱，所述GC柱的输入端通过所述控制阀与所述定量环连接，用于对混合样品进行预分离；
检测单元，所述检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，所述IMS检测系统和所述MS检测系统的输入端分别通过第一进样管路、第二进样管路与所述GC柱的输出端连接，且所述第二进样管路上设置有进样电磁阀，所述进样电磁阀用于控制所述MS检测系统的通断。
优选地，所述检测设备还包括清洁单元，所述清洁单元包括清洁气路和第一过滤装置，所述第一过滤装置与所述第二采样管路连接，且所述第一过滤装置与所述第二采样管路之间设置有第一电磁阀；所述清洁气路的一端与所述抽气泵的输出端连接，另一端与所述第二采样管路连接，且所述清洁气路上设置有第二电磁阀；所述第一电磁阀和第二电磁阀均为二位三通阀。
优选地，所述控制阀为六通阀。
优选地，所述GC柱为LTM-GC柱、Fast GC柱、多毛细管色谱柱或毛细管色谱柱中的一种。
优选地，所述IMS检测系统包括离子迁移管、法拉第杯和循环气路单元；
所述离子迁移管的进样端与所述GC柱的输出端连接，所述离子迁移管的后端与所述法拉第杯连接，所述离子迁移管的管壁上分别开设有第一进气口、第二进气口和排气口，所述第一进气口和第二进气口分别位于所述离子迁移管的前后两端，所述排气口位于所述第一进气口和第二进气口之间；
所述循环气路单元包括依次连接设置的消震腔、循环泵、第二过滤装置，所述消震腔的输入端与所述排气口连接，自所述排气口排出的气体依次经过消震腔、循环泵进入第二过滤装置中进行过滤形成洁净气体，所述第二过滤装置的输出端通过多通接口分别通过管路与所述第一进气口、第二进气口连通。
优选地，所述载气单元包括载气管路、储压罐和增压泵，所述储压罐的一端与所述增压泵连接，另一端与所述载气管路的输入端连接，所述载气管路的输出端通过控制阀与定量环连接，所述增压泵的输入端通过所述多通接口与所述第二过滤装置连接。优选地，所述MS检测系统包括四极杆质谱仪，所述四极质谱仪包括真空腔体、离子源组件、四级杆组件和检测组件，所述真空腔体连接有真空泵组，所述真空泵组包括至少一个隔膜泵和至少一个分子泵，所述检测组件包括法拉第杯和/或电子倍增器。
根据如上任一所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，所述第一采样管路的输入端连接有采样电磁阀，所述采样电磁阀的另一端与所述高压设备管道的接口连接。
根据如上任一所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，所述第一采样管路的输入端连接有采样结构，所述采样结构为采样锥或采样头；
所述采样锥呈锥形结构，包括第一端口和第二端口，所述第一端口与第二端口之间连通有采样腔体，所述第一端口与所述高压设备管道相互贴合连接，所述第二端口与所述第一采样管路连接，且所述第一端口的内径大于所述第二端口的内径；
所述采样头为笔形采样头，所述笔形采样头包括采样端和连接端，所述采样端呈锥形缩口状，所述连接端呈管状，所述采样端呈缩口状的一端与所述高压设备管道接触，用于采集样品。
本发明还提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备的应用，将上述的检测设备应用于电力高压设备SF6泄漏巡检和/或SF6分解产物在线检测。
如上所述，本发明的用于电力高压设备泄漏的检测设备和方法，具有以下有益效果：
本发明中的检测设备包括采样单元、载气单元、GC柱和检测单元，检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，GC柱与IMS检测系统形成GC-IMS模式，GC柱与MS检测系统形成GC-MS模式，两个模式之间采用进样电磁阀隔离，通过采样电磁阀的接口方便快速的实现GC-IMS与MS的单模式、双模式的检测，增强了检测设备的环境检测适应性，能够实现对高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物进行一站式检测；另外，IMS检测系统和MS检测系统的检测灵敏度均比SF6分解产物检测标准IEC 60480-2004和GB/T 18867-2002共同推荐的TCD气相色谱法高出3～4个数量级，且IMS检测系统和MS检测系统SF6及SF6所涉及的所有分解产物均有较强的响应，而采用GC柱可以SF6分解产物进行预分离，提高混合样品检测的交叉灵敏度，采用IMS和MS检测系统作为GC的检测器更能满足SF6高压设备早期故障痕量分解产物的预警。
本发明中的检测设备在需要进行全故障预警监测情形下则可通过打开采样电磁阀将MS检测系统与IMS检测系统快速集成，从而实现GC-IMS与GC-MS的双模式检测，并将双模式检测结果进行同步对比，提高系统监测结果的准确度；在进行高压设备SF6泄漏巡检时，可单独使用GC-IMS单模式实现泄漏点的排查和现场SF6泄漏浓度的确认，同时采用不同结构的采样结构进行间隙性采样、进样、检测，实现对泄漏范围的准确定位；也可采用GC-IMS单模式实现除SF6因高压设备过热故障产生分解产物CO、CO2以外的其它故障快速检测。
本发明中的检测设备还设置了清洁单元，在上一次检测完成后，样品在定量环和控制阀中会有残留，在下次检测时，为了降低检测过程中的干扰，需要对定量环和控制阀进行清洁处理，进一步提高了该检测设备的检测精度。
附图说明
图1显示为本发明具体实施例中用于电力高压设备SF6泄漏巡检和SF6分解产物在线检测的检测设备的结构示意图。
图2显示为本发明具体实施例2中基于GC柱与IMS检测系统单模式下的检测设备用于电力高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物的巡检原理示意图。
图3显示为本发明具体实施例3中的检测设备用于对SF6高压设备管道泄漏和漏点检测的原理示意图。
图4显示为本发明具体实施例3中采样锥的结构示意图。
图5显示为本发明具体实施例3中采样头的结构示意图。
元件标号说明
100 高压设备管道
201 采样电磁阀
202 第一采样管路
203 定量环
204 控制阀
205 第二采样管路
206 抽气泵
301 载气管路
302 储压罐
303 增压泵
400 GC柱
501 离子迁移管
5011 第一进气口
5012 第二进气口
5013 排气口
502 消震腔
503 循环泵
504 第二过滤装置
505 多通接口
601 进样电磁阀
602 真空腔体
6021 隔膜泵
6022 分子泵
701 清洁气路
703 第一过滤装置
703 第一电磁阀
704 第二电磁阀
801 采样锥
8011 第一端口
8012 第二端口
802 采样头
8021 采样端
8022 连接端
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明中的检测设备包括采样单元、载气单元、GC柱和检测单元，检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，GC柱与IMS检测系统形成GC-IMS模式，GC柱与MS检测系统形成GC-MS模式，两个模式之间采用进样电磁阀隔离，通过采样电磁阀的接口方便快速的实现GC-IMS与MS的单模式、双模式的检测，增强了检测设备的环境检测适应性，能够实现对高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物进行一站式检测；另外，IMS检测系统和MS检测系统的检测灵敏度均比SF6分解产物检测标准IEC 60480-2004和GB/T 18867-2002共同推荐的TCD气相色谱法高出3～4个数量级，且IMS检测系统和MS检测系统SF6及SF6所涉及的所有分解产物均有较强的响应，而采用GC柱可以SF6分解产物进行预分离，提高混合样品检测的交叉灵敏度，采用IMS和MS检测系统作为GC的检测器更能满足SF6高压设备早期故障痕量分解产物的预警；本发明中的检测设备在需要进行全故障预警监测情形下则可通过打开采样电磁阀将MS检测系统与IMS检测系统快速集成，从而实现GC-IMS与GC-MS的双模式检测，并将双模式检测结果进行同步对比，提高系统监测结果的准确度；在进行高压设备SF6泄漏巡检时，可单独使用GC-IMS单模式实现泄漏点的排查和现场SF6泄漏浓度的确认，同时采用不同结构的采样结构进行间隙性采样、进样、检测，实现对泄漏范围的准确定位；也可采用GC-IMS单模式实现除SF6因高压设备过热故障产生分解产物CO、CO2以外的其它故障快速检测；本发明中的检测设备还设置了清洁单元，在上一次检测完成后，样品在定量环和控制阀中会有残留，在下次检测时，为了降低检测过程中的干扰，需要对定量环和控制阀进行清洁处理，进一步提高了该检测设备的检测精度。
实施例1
参阅图1～图3所示，本实施例提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备，检测设备包括：采样单元、载气单元、GC柱400和检测单元；其中，采样单元包括依次连接设置的第一采样管路200、定量环203、控制阀204、第二采样管路205和抽气泵206，第一采样管路200的输入端与高压设备管道100的接口连接，定量环203的两端均与控制阀204连接，控制阀204的一端与第一采样管路200的输出端连接，另一端通过第二采样管路205与抽气泵206连接，抽气泵206将高压设备管道100中的样品采集到定量环203中，样品包括SF6和/或SF6分解产物；；载气单元通过控制阀204与定量环203连接，载气自载气管路301进入定量环203中与样品混合形成混合样品；GC柱400的输入端通过控制阀204与定量环203连接，用于对混合样品进行预分离；检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，IMS检测系统和MS检测系统的输入端分别通过第一进样管路、第二进样管路与GC柱400的输出端连接，且第二进样管路上设置有进样电磁阀601，进样电磁阀601用于控制MS检测系统的通断。
具体的，高压设备指的是高压断路器、气体绝缘变电站(GIS)、高压变压器、高压互感器、气体绝缘管道输电线等高电压设备，关于高压设备的电压范围，在此不做过分限制；且电力高压设备中SF6所处的高压设备管道100均为具有Mpa级的高压管道。
具体的，本实施例中的抽气泵206为隔膜泵。
隔膜泵是借助薄膜将被输液体与活柱和泵缸隔开，从而保护活柱和泵缸，隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质，隔膜右侧充满水或油；隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量；隔膜泵在控制过程中的作用是接受调节器或计算机的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化；但关于本实施例中所采用的隔膜泵的具体型号和功率大小，在此不做过分限制。
作为示例，检测设备还包括清洁单元，清洁单元包括清洁气路701和第一过滤装置703，第一过滤装置703与第二采样管路205连接，且第一过滤装置703与第二采样管路205之间设置有第一电磁阀703；清洁气路701的一端与抽气泵206的输出端连接，另一端与第二采样管路205连接，且清洁气路701上设置有第二电磁阀704。
优选地，第一电磁阀703和第二电磁阀704均为二位三通阀。
优选地，第一过滤装置703内填充有分子筛或活性炭。具体的，参阅图1所示，在第二采样管路205上设置一个三通接口，分别为第一接口、第二接口和第三接口，第一接口与第二接口将控制阀204与抽气泵206之间连通，清洁气路701的一端与抽气泵206连接，另一端与第三接口连接；且第一电磁阀703设置于第二接口与抽气泵206之间，第二电磁阀704设置于第三接口与抽气泵206之间。
在本实施例中，上一次检测完成后，样品在定量环203和控制阀204中会有残留，在下次检测时，为了降低检测过程中的干扰，需要对定量环203和控制阀204进行清洁处理，参阅图1中所示，将第一电磁阀703和第二电磁阀704均接通1位的状态，启动抽气泵206，高压设备管道100中的环境气体经过第一过滤装置703过滤后形成清洁气体，清洁气体经过抽气泵206、清洁气路701，再经过三通接口流经定量环203和控制阀204，从而实现对整个采样单元的清洁。
作为示例，控制阀204为六通阀。
具体的，六通阀有6个接口，参阅图1所示，自左上角的接口为1号接口，沿顺时针方向，依次为2号、3号、4号、5号、6号接口；在本实施例中，参阅图1所示，第一采样管路200的输出端与2号接口连接，第二采样管路205的输入端与1号接口连接，定量环203的输入端与3号接口连接，输出端与6号接口连接，GC柱400与六通阀的5号接口连接，载气管路301的输出端与4号接口连接。当需要定量样品采集时，六通阀的2号接口与3号接口连通，1号接口与6号接口连通，4号接口与5号接口连通；当需要进样时，六通阀的1号接口与2号接口连通，3号接口与4号接口连通，5号接口与6号接口连通。
另外，控制阀还可以为其他具有样品定量和采样、进样切换功能的阀门，关于阀门的具体结构，在此不做过分限制。
作为示例，GC(Gas Chromatoography)柱为LTM-GC(低热容气相色谱)柱、Fast GC(快速气相色谱)柱、多毛细管色谱柱或毛细管色谱柱中的一种。
具体的，GC(Gas Chromatoography)柱即为气相色谱柱，气相色谱柱用于对混合样品中各组份进行分析检测，混合样品由载气带入，基于混合样品中不同组分保留时间的差异实现混合样品预分离，分离后的各组份依次导入检测单元，以得到各组份的检测信号，然后根据混合样品中各组份导入检测单元的先后次序，经过对比可以区分出是什么组分，然后根据峰高度和峰面积计算出各组份的含量。在本实施例中，GC柱400对SF6分解产物进行预分离，预分离后的样品分别进入IMS检测系统和MS检测系统中进行检测，提高混合样品检测的交叉灵敏度。
在本实施例中，为了提高整个检测设备的检测速度和便携性，优选地，GC柱400为Fast GC柱400或多毛细管色谱柱，但关于GC柱400的具体使用条件、型号大小等，在此不做过分限制，能够满足实际应用即可。
作为示例，IMS检测系统包括离子迁移管501、法拉第杯和循环气路单元；离子迁移管501的进样端与GC柱400的输出端连接，离子迁移管501的后端与法拉第杯连接，离子迁移管501的管壁上分别开设有第一进气口5011、第二进气口5012和排气口5013，第一进气口5011和第二进气口5012分别位于离子迁移管501的前后两端，排气口5013位于第一进气口5011和第二进气口5012之间；循环气路单元包括依次设置的消震腔502、循环泵503、第二过滤装置504，消震腔502的输入端与排气口5013连通，自排气口5013排出的气体依次经过消震腔502、循环泵503进入第二过滤装置504中进行过滤形成洁净气体，洁净气体自第二过滤装置504的输出端排出，第二过滤装置504的输出端通过多通接口分别通过管路与第一进气口5011、第二进气口5012连通。
具体的，预分离后的混合样品进入离子迁移管501，首先进入离化区，离化区的离子源将其电离成分子离子，混合离子经电场引入反应区，并使分子离子间充分反应，然后，离子在迁移区迁移，被法拉第杯接收，经放大电路IV转换、放大、AD转换，并经数据处理、对比后在终端呈现测试样品成分及浓度信息。
同时，开启循环泵503，离子迁移管中的气体自排气口5013排出，自排气口5013排出的气体依次经过消震腔502、循环泵503进入第二过滤装置504中进行过滤形成洁净气体，形成的洁净气体一部分作为离子迁移进样气自第一进气口5011进入离子迁移管中，一部分作为迁移气自第二进气口5012进入离子迁移管中，离子迁移进样气主要起到加快离子迁移速度，提高离子迁移管的灵敏度，迁移气可以有效的防止离子迁移管内的带电离子与不带电的中性气体抱团，进一步提高检测精度。
具体的，循环泵503优选为隔膜泵。
作为示例，载气单元包括载气管路301、储压罐302和增压泵303，储压罐302的一端与增压泵303连接，另一端与载气管路301的输入端连接，载气管路301的输出端通过控制阀与定量环203连接，增压泵303的输入端通过多通接口505与第二过滤装置504连接。
具体的，在本实施例中，优选地，多通接口505为五通接口，一个接口与第二过滤装置504连接，两个接口分别通过管路与第一进气口5011、第二进气口5012连接，一个接口与增压泵303连接，剩下一个接口直接与空气连通；在其他实施例中，多通接口也可以为六通接口、七通接口等，具体关于接口的数量，在此不做过分限制。
具体的，增压泵优选为隔膜泵。
作为示例，MS检测系统包括四极杆质谱仪，四极质谱仪包括真空腔体602、离子源组件、四级杆组件和检测组件，真空腔腔体连接连接有真空泵组，真空泵组包括至少一个隔膜泵6021和至少一个分子泵6022，检测组件包括法拉第杯和/或电子倍增器。
具体的，真空泵组中采用隔膜泵6021作为前级泵，采用分子泵6022作为整个MS检测系统的高真空泵，可以快速实现冷启动，并有效的降低MS检测系统的成本和体积，并能有效实现SF6分解产物中痕量的H2、N2、O2等小分子的检测；其中，分子泵6022为小型分子泵6022，关于隔膜泵6021和分子泵6022的具体型号等，在此不做过分限制。
作为示例，第一采样管路200的输入端连接有采样电磁阀201，采样电磁阀201的另一端与高压设备管道100的接口连接，采样电磁阀201用于控制第一采样管路200的通断。
优选地，所述采样电磁阀201为高压电磁阀；优选地，所述采样电磁阀201为二通阀。
具体的，该采样电磁阀201设置于第一采样管路200的最前端，用于与高压设备管道100接口连接。
为了更好理解本实施例中的用于电力高压设备泄漏的检测设备，本实施例还提供一种用于电力高压设备泄漏的检测方法，采用上述检测设备进行检测。在本实施例中，在需要进行SF6高压设备巡检或在线检测时，将上述检测设备应用于电力高压设备SF6泄漏巡检和/或SF6分解产物在线检测。
具体检测方法包括以下步骤：
S1、开启SF6高压设备管道100接口开关，样品进入采样电磁阀201前端的管道，开启采样电磁阀201和抽气泵206，SF6高压设备内部环境气体流经第一采样管道、六通阀、定量环203、第一电磁阀703的0位、抽气泵206，至第二电磁阀704的0位接口排出；其中，此时六通阀的2号接口与3号接口连通，1号接口与6号接口连通，4号接口与5号接口连通；
S2、待整个采样单元中的第一采样管路200和第二采样管路205中的气体氛围一致后(通常情况下是，SF6高压设备内部环境气体自第二电磁阀704的0位排气5s)，关闭采样电磁阀201；
S3、六通阀迅速切换至进样状态，并在定量环203中完成定量样品采集，载气进入定量环203中与样品混合形成混合样品，混合样品进入GC柱400中，混合样品经GC柱400预分离；其中，此时六通阀的1号接口与2号接口连通，3号接口与4号接口连通，5号接口与6号接口连通；
S4、开启进样电磁阀601，预分离的样品分别进入IMS检测系统和MS检测系统中，分离后是气体分子分别在IMS检测系统和MS检测系统的离子源作用下形成分子离子，经迁移区或四级杆组件，最后被法拉第杯和/或电子倍增器接收，经放大电路IV转换、放大、AD转换，并经数据处理、对比后在终端呈现测试样品成分及浓度信息。
实施例2
本实施例中提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备，该检测设备与实施例1中的检测设备相同，在此不再赘述。
本实施例中，在需要单独使用IMS检测系统进行电力高压设备泄漏的SF6及SF6分解产物的巡检或检测时，采用本实施例中的检测设备对其进行检测，具体检测方法与实施例1中进行SF6高压设备巡检或在线检测时的检测方法相比，步骤S4中进样电磁阀601始终处于关闭状态，预分离的样品全部进入IMS检测系统中进行检测，步骤S1、S2、S3完全相同，在此不再赘述。
实施例3
本实施例提供一种用于电力高压设备泄漏的检测设备，该检测设备与实施例1中的检测设备相比，不同之处在于：第一采样管路200的输入端连接的采样电磁阀201更换为采样结构，其他结构均与实施例1中相同，在此不再赘述。
作为示例，采样结构为采样锥801或采样头802；参阅图4、图5，采样锥801呈锥形结构，包括第一端口8011和第二端口8012，第一端口8011与第二端口8012之间连通有采样腔体，第一端口8011与高压设备管道100相互贴合连接，第二端口8012与第一采样管路200连接，且第一端口8011的内径大于第二端口8012的内径；采样头802为笔形采样头802，笔形采样头802包括采样端8021和连接端8022，采样端8021呈锥形缩口状，连接端8022呈管状，采样端8021呈缩口状的一端与高压设备管道100接触，用于采集样品。
具体的，当需要对SF6高压设备管道100泄漏和漏点检测时，可先采用采样锥801进行采样，采样锥801的第一端口8011高压设备管道100相贴合，通过采样、进样、检测，进行泄漏区域的初步判定；然后将采样锥801换做笔形采样头802，通过间歇式采样和进样操作，当检测设备提示SF6采样检测浓度显著升高，即可确定漏点范围。
参阅图3所示，在本实施例中，在需要对SF6高压设备管道100泄漏和漏点检测时，采用本实施例中提供的检测设备对SF6高压设备管道100泄漏和漏点检测进行检测，具体检测方法包括以下步骤：
S1、检测高压设备管道100所处环境中SF6的本底浓度，具体为，在第一采样管道前端连接采样锥801，开启抽气泵206，高压设备管道100泄漏的样品气体在抽气泵206的驱动作用下，样品气体通过第一采样结构流经六通阀进入定量环203，通过控制六通阀的切换，实现采样、进样和检测；其中，检测所处环境中SF6的本底浓度，一方面用于判断检测环境的安全性，另一方面用于设备的校准；
S2、将采样锥801更换为笔形采样头802，参阅图3所示，将笔形采样头802的采样端8021贴近SF6高压设备管道100进行间歇式采样、进样和检测操作，当检测设备提示SF6采样检测浓度显著升高，即可确定漏点范围；
具体的，上述步骤S1、S2中采样、进样和检测的方法与实施例1中的相同，在此不再赘述。
综上所述，本发明中的检测设备包括采样单元、载气单元、GC柱和检测单元，检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，GC柱与IMS检测系统形成GC-IMS模式，GC柱与MS检测系统形成GC-MS模式，两个模式之间采用进样电磁阀隔离，通过采样电磁阀的接口方便快速的实现GC-IMS与MS的单模式、双模式的检测，增强了检测设备的环境检测适应性，能够实现对高压设备泄漏的SF6和SF6分解产物进行一站式检测；另外，IMS检测系统和MS检测系统的检测灵敏度均比SF6分解产物检测标准IEC 60480-2004和GB/T 18867-2002共同推荐的TCD气相色谱法高出3～4个数量级，且IMS检测系统和MS检测系统SF6及SF6所涉及的所有分解产物均有较强的响应，而采用GC柱可以SF6分解产物进行预分离，提高混合样品检测的交叉灵敏度，采用IMS和MS检测系统作为GC的检测器更能满足SF6高压设备早期故障痕量分解产物的预警；本发明中的检测设备在需要进行全故障预警监测情形下则可通过打开采样电磁阀将MS检测系统与IMS检测系统快速集成，从而实现GC-IMS与GC-MS的双模式检测，并将双模式检测结果进行同步对比，提高系统监测结果的准确度；在进行高压设备SF6泄漏巡检时，可单独使用GC-IMS单模式实现泄漏点的排查和现场SF6泄漏浓度的确认，同时采用不同结构的采样结构进行间隙性采样、进样、检测，实现对泄漏范围的准确定位；也可采用GC-IMS单模式实现除SF6因高压设备过热故障产生分解产物CO、CO2以外的其它故障快速检测；本发明中的检测设备还设置了清洁单元，在上一次检测完成后，样品在定量环和控制阀中会有残留，在下次检测时，为了降低检测过程中的干扰，需要对定量环和控制阀进行清洁处理，进一步提高了该检测设备的检测精度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于，所述检测设备包括：
采样单元，所述采样单元包括依次连接设置的第一采样管路、定量环、控制阀、第二采样管路和抽气泵，所述第一采样管路的输入端与高压设备管道的接口连接，所述定量环的两端均与所述控制阀连接，所述控制阀的一端与所述第一采样管路的输出端连接，另一端通过所述第二采样管路与所述抽气泵连接，所述抽气泵将所述高压设备管道中的样品采集到定量环中，所述样品包括SF6和/或SF6分解产物；
载气单元，所述载气单元通过所述控制阀与所述定量环连接，载气进入所述定量环中与样品混合形成混合样品；
GC柱，所述GC柱的输入端通过所述控制阀与所述定量环连接，用于对混合样品进行预分离；
检测单元，所述检测单元包括IMS检测系统和MS检测系统，所述IMS检测系统和所述MS检测系统的输入端分别通过第一进样管路、第二进样管路与所述GC柱的输出端连接，且所述第二进样管路上设置有进样电磁阀，所述进样电磁阀用于控制所述MS检测系统的通断。
2.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述检测设备还包括清洁单元，所述清洁单元包括清洁气路和第一过滤装置，所述第一过滤装置与所述第二采样管路连接，且所述第一过滤装置与所述第二采样管路之间设置有第一电磁阀；所述清洁气路的一端与所述抽气泵的输出端连接，另一端与所述第二采样管路连接，且所述清洁气路上设置有第二电磁阀；
所述第一电磁阀和第二电磁阀均为二位三通阀。
3.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述控制阀为六通阀。
4.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述GC柱为LTM-GC柱、Fast GC柱、多毛细管色谱柱或毛细管色谱柱中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述IMS检测系统包括离子迁移管、法拉第杯和循环气路单元；
所述离子迁移管的进样端与所述GC柱的输出端连接，所述离子迁移管的后端与所述法拉第杯连接，所述离子迁移管的管壁上分别开设有第一进气口、第二进气口和排气口，所述第一进气口和第二进气口分别位于所述离子迁移管的前后两端，所述排气口位于所述第一进气口和第二进气口之间；
所述循环气路单元包括依次连接设置的消震腔、循环泵、第二过滤装置，所述消震腔的输入端与所述排气口连接，自所述排气口排出的气体依次经过消震腔、循环泵进入第二过滤装置中进行过滤形成洁净气体，所述第二过滤装置的输出端通过多通接口分别通过管路与所述第一进气口、第二进气口连通。
6.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述载气单元包括载气管路、储压罐和增压泵，所述储压罐的一端与所述增压泵连接，另一端与所述载气管路的输入端连接，所述载气管路的输出端通过控制阀与定量环连接，所述增压泵的输入端通过所述多通接口与所述第二过滤装置连接。
7.根据权利要求1所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述MS检测系统包括四极杆质谱仪，所述四极质谱仪包括真空腔体、离子源组件、四级杆组件和检测组件，所述真空腔体连接有真空泵组，所述真空泵组包括至少一个隔膜泵和至少一个分子泵，所述检测组件包括法拉第杯和/或电子倍增器。
8.根据权利要求1～7任一所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述第一采样管路的输入端连接有采样电磁阀，所述采样电磁阀的另一端与所述高压设备管道的接口连接。
9.根据权利要求1～7任一所述的用于电力高压设备泄漏的检测设备，其特征在于：所述第一采样管路的输入端连接有采样结构，所述采样结构为采样锥或采样头；
所述采样锥呈锥形结构，包括第一端口和第二端口，所述第一端口与第二端口之间连通有采样腔体，所述第一端口与所述高压设备管道相互贴合连接，所述第二端口与所述第一采样管路连接，且所述第一端口的内径大于所述第二端口的内径；
所述采样头为笔形采样头，所述笔形采样头包括采样端和连接端，所述采样端呈锥形缩口状，所述连接端呈管状，所述采样端呈缩口状的一端与所述高压设备管道接触，用于采集样品。
10.一种用于电力高压设备泄漏的检测设备的应用，其特征在于：将权利要求8或9中所述的检测设备应用于电力高压设备SF6泄漏巡检和/或SF6分解产物在线检测。
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