基于光纤技术的SF6断路器气室微水在线检测方法研究.pdfVIP

高技术通讯2014年第24卷第6期：643～646 基于光纤技术的SF6断路器气室微水在线检测方法研究① 孙银山②钟建英王 振尹军华张一茗 (平高集团有限公司 平顶山467001) 摘要为确保SF。断路器安全工作，基于光纤传感技术并采用红外光谱吸收法对SR 断路器气室的微水含量(判断sF。断路器是否安全运行的主要指标)进行在线检测。根 据水汽的特征吸收光谱设计了传感系统，并采用差分系统对信号进行处理，以减小环境因 素对系统检测精度的影响。此方法可实现sR断路器气室微水含量的准确在线检测，提 高SF。断路器的可靠性和安全性。并且该系统采用光纤进行光的传输，具有防强电磁干 扰的能力。 关键词sR断路器，微水检测，光谱吸收法，光纤传感，在线检测 表1 SF。断路器气室含水量标准 0 引言 目前，六氟化硫(SF。)断路器是应用最广泛的 一种高压断路器，而SR中的水分含量是影响SR 断路器绝缘性能的一个重要因素。sF。气体的微水 本研究基于光纤传感技术并采用红外光谱吸收 含量是判断SR断路器能否安全运行的主要指标之 法对SF。断路器气室的微水含量进行在线检测。根 一。当sR气体中的水分含量超标时，过量的水蒸 据水汽的特征吸收光谱设计传感系统，并采用差分 汽在低温下可能凝结成水附着在绝缘件表面，从而 系统对信号进行处理，此方法可实现sR断路器气 潜伏着发生绝缘事故的危险u．2J，而且当微水含量 室微水含量的准确在线检测，提高SF。断路器的可 超标时，sR气体会发生化学反应，分解出新的分解 靠性和安全性。 物，这些分解物不仅会对高压断路器产生腐蚀作用， 还会对人身安全带来威胁，所以，对sR气体含水量 1 SF。断路器气室微水在线检测技术 有比较严格的要求。对于SR断路器气室的微水含 原理 L3,4 量(体积比)的规定见表1J。通过对微水含量的 检测，可以实现SR高压断路器的运行安全性和可 每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱 靠性评估M，…。目前，对于sR气体中微水的测量， 线，也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。当 常用的方法有镜面法、重量法、库仑电解法等，镜面 光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即 法、重量法对环境条件要求比较高，测量的时问长， 入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较 而且怕污染，一般只用作仲裁分析；库仑电解法测量 高能态所需要的能量频率时，原子中的外层电子将 时耗气量较大、怕污染，测量的时问长，使用时设备 选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入 要提前一天通电通气干燥，而且重复性差。这些方 射光减弱[7,sl。利用这一特性可以通过气体吸收光 法在检测时均存在较大的人为误差，并且均为离线 谱鉴别气体体积分数。 检测，不能及时发现设备的潜在隐患。因此开发一 水汽的吸收光谱如图1所示，从图中可以看到， 种sR气体的微水在线检测系统具有重要意义。 ①863计划(2011AA05A121)资助项目。 ②男，1980年生，博士，工程师；研究方向：电器智能化，智能开关设备及其关键技术等；联系人 (收稿日期：2014—02—19) ．．．．．——643．．．．．—— 万方数据 高技术通讯2014年6月第24卷第6期 8800cm“左右、10600cm“左右都有吸收峰。对比 111(吾) 这几个吸收峰，在波数为5300cm。1(对应的波长为