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山西電力研發(fā)新型六氟化硫分解氣體檢測裝置
2023-12-08 16:21:55六氟化硫氣體特性及常見(jiàn)用途|以更高絕緣性實(shí)現六氟化硫氣體的綠色替代
六氟化硫氣體絕緣電氣設備故障診斷是電力系統的一項常規試驗，旨在通過(guò)檢測六氟化硫氣體中的特征氣體組分，判斷設備內部絕緣缺陷類(lèi)型、放電水平和絕緣材料老化程度。傳統的氣體分析方法主要有兩種，一種為傳感器方法，該方法傳感器需要定期校準，檢測準確度較差；另一種為實(shí)驗室氣相色譜法，該方法需要人工取氣、送樣至實(shí)驗室進(jìn)行化學(xué)分析，耗時(shí)長(cháng)，對于檢測人員的操作要求較高，無(wú)法實(shí)現在線(xiàn)監測。
針對這種情況，國網(wǎng)山西電力從2022年3月份開(kāi)始，便率先著(zhù)手開(kāi)展基于拉曼光譜的六氟化硫氣體分解特征組分檢測技術(shù)及應用研究。專(zhuān)家們運用基于密度泛函理論，建模仿真研究六氟化硫氣體分解特征組分的拉曼光譜圖，設計氣體樣品池，搭建實(shí)驗平臺，測試六氟化硫氣體分解特征組分的拉曼光譜特性；研究六氟化硫氣體分解特征組分拉曼光譜檢測信號預處理方法及光譜信號增強技術(shù)；研究基于光譜數據擬合的拉曼光譜檢測譜峰特征參數提取技術(shù)，六氟化硫氣體分解特征組分拉曼光譜非線(xiàn)性效應修正方法；研究六氟化硫氣體分解特征組分拉曼光譜檢測定性、定量分析方法；開(kāi)展基于拉曼光譜的六氟化硫氣體分解特征組分現場(chǎng)檢測及應用研究。經(jīng)過(guò)反復使用、改進(jìn)和驗證，最終于當年9月成功推出具有國內領(lǐng)先水平的新型六氟化硫分解氣體檢測裝置。
該裝置利用激光照射六氟化硫氣體樣品，形成拉曼散射光譜，自動(dòng)比對標準氣體光譜，通過(guò)積分法獲取六氟化硫分解特征氣體濃度，精準研判GIS設備缺陷，相較于傳統檢測裝置，氣體檢測由小時(shí)級縮短至分鐘級，現場(chǎng)檢測質(zhì)效顯著(zhù)提升。
此外，該裝置還具有其他多個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)：檢測過(guò)程不需要對氣體樣品進(jìn)行預處理，也不需要消耗載氣；對混合氣體樣品可直接進(jìn)行檢測，無(wú)需進(jìn)行組分分離，檢測周期短；檢測穩定性好，基本不受環(huán)境溫度的影響，設備可靠性高、維護量??；檢測對激光波長(cháng)沒(méi)有特殊要求，利用單一波長(cháng)的激光就能同時(shí)激發(fā)出多氣體特征量的拉曼光譜從而進(jìn)行混合氣體定性、定量分析，更適合于在線(xiàn)監測及帶電檢測。
據悉，六氟化硫分解氣體檢測裝置自2022年應用以來(lái)，已在國網(wǎng)山西電力22座110千伏及以上電壓等級變電站應用，累計完成氣體檢測150次，發(fā)現消除設備缺陷5處，成效十分明顯。
未來(lái)，山西電力將在更多的變電站應用該檢測裝置，積累更多的現場(chǎng)數據，持續探索六氟化硫氣體分解特征組分的拉曼光譜檢測體系，為六氟化硫絕緣電氣設備運行狀態(tài)的在線(xiàn)監測和故障的早期診斷提供實(shí)踐基礎。
