激光光声光谱检测技术在六氟化硫检漏工作中的应用
浅谈激光成像技术在检测SF6泄漏中的应用
浅谈激光成像技术在检测SF6泄漏中的应用摘要SF6气体泄漏危害电气设备的正常运作以及环境和人员的安全。
本文介绍了激光成像技术的原理、特点，并与传统的方法进行了对比，体现了该技术能够快速、直观、准确的对SF6泄漏点进行定位的优点。
关键词SF6；激光成像技术；检漏；电气设备0前言六氟化硫（SF6）常温常压下是一种无色无味无毒的气体，不易燃烧。
SF6气体具有正八面体结构，化学性质十分的稳定，在电气设备运行正常范围内，对铝、铜、钢等材料没有腐蚀作用。
正是由于SF6气体具有以上诸多优良的性质，SF6曾被广泛的应用于电子制造、金属冶炼、大气失踪等行业，而目前迫于环境的压力，金属冶炼行业已逐步通过使用混合气体减少SF6的使用量，大气失踪和电子制造行业通过技术改进已基本禁止SF6的使用。
然而由于SF6具有优越的绝缘性能、灭弧性能和散热性能，仍被广泛应用于电器工业，如：气体绝缘全封闭组合电器（GIS）、断路器、高压开关、互感器，高压变压器等，而且在电力设备行业还在不断的扩展SF6设备的应用领域。
在国内，SF6设备在不断的更新、扩大，备受制造商和用户的推崇，并在实际应用中被大力推广，而针对SF6的回收、再利用的研究还比较少，因而对于SF6泄漏的检测便显得更为重要。
由于SF6气体是无色无味，因而无法通过肉眼直接观察到泄漏点，而传统的检测方法如表面张力法（如皂水法）、手持检漏仪等方法，在实际的应用中存在很大的局限性，而激光成像技术以其可视化、远距离、安全等优点克服了传统检测的缺陷。
为SF6的泄漏检测提供了一种全新的方法。
1SF6泄漏的原因及其危害由于设备的质量、运行年限、外力作用（如自然灾害）等多方面的原因，密封设备将出现沙眼、裂纹、老化变形、尺寸不匹配等缺陷，这就使得正在运行中SF6设备出现不同程度SF6气体的泄漏。
SF6气体的泄漏将直接影响到设备的正常运作，也关系到人员的安全和环境的污染。
SF6泄漏带来的主要危害有以下几个方面：1）SF6气体泄漏会使密封容器内的气体压力下降，导致设备的绝缘和灭弧性能下降，使得设备不能正常的运行，严重的SF6泄漏会导致断路器不能闭锁，GIS发生内部绝缘击穿，导致重大事故。
SF6电气设备泄漏检测技术
SF6电气设备泄漏检测技术摘要：电力系统六氟化硫（SF6）电气设备维持其电气性能主要依靠的是具有一定压力的SF6气体作为绝缘以及灭弧介质，因而一旦该设备在实际应用中存在漏电，不仅会对其绝缘与灭弧性能造成影响，同时也会对运维人员身体健康以及环境造成威胁。
现阶段，对于气体绝缘电气设备较为常用的检漏方法包括激光以及红外成像检测技术，本文对两种检测技术的原理及方法进行了简要分析，并实施了现场检测。
结果表明采取红外检测法能够更为快速且准确SF6电气设备漏气点，值得推广应用。
关键词：电力系统六氟化硫；电气设备；激光成像检测技术；红外成像检测技术SF6电气设备除了会降低设备绝缘性能外，还会对空气造成污染，通常导致SF6电气设备出现气体泄漏的主要原因包括密封工艺处理不当、铸件有沙眼、密封圈老化、继电器问题以及焊接处裂纹等。
但相关人员对于其泄漏无法采用肉眼进行观察与判断，通常采取定性与定量检漏以及刷肥皂泡法等方式，尽管上述方式操作简单，但存在较为明显局限，需要对带电部位进行停电才可进行检测，同时无法对细小漏点进行检查。
当前光学成像检测技术在带电检漏中得到广泛应用，其中红外检测法因其所具有直观性、检查范围全面以及体积小巧等特点而得到广泛应用。
一、光学成像检测技术分析（一）激光成像技术该技术属于定性三维气体成像图，主要采取的是反向散射吸收气体成像技术，其在实际检测过程中可通过成像外观来提供SF6气体浓度的分布状况，从而在视频中显示正常的不可见气体泄漏情况。
其应用原理是通过激光发射器对特定波长红外线予以发射，通过待检设备反射或者反向散射回探测器，实施成像系统处理后便能够利用图像对泄漏情况继续拧判断。
当无SF6泄漏时，其产生背景与普通摄像机图像相同，反之目标气体ianghui吸收红外线，在视频图像上泄漏气体区域会出现对比变化或者变暗。
且泄漏量越大则其对比度也会越大，通过比对图像的方式便可对泄漏源进行快速准确定位。
（二）红外检测技术该技术在实际应用中主要是利用与空气相较而言SF6气体对于特定波长光吸收较强的特性，检漏仪主要组成部分为红外探测器、红外光学镜头、信号处理、显示器、电源以及储存等。
激光光声光谱检测技术在六氟化硫检漏工作中的应用
激光光声光谱检测技术在六氟化硫检漏工作中的应用摘要本文介绍了激光光声光谱检测技术在电力系统六氟化硫检漏方面的应用效果。
关键词激光；六氟化硫；气体检测0 引言激光光声光谱技术作为一种高灵敏度的微量气体检测技术，已有30多年的历史。
激光光声光谱技术和红外气体检测技术都是利用气体分子吸收红外线的特性，二者的区别在于光源。
红外检测技术是利用红外线做光源，是广谱的光源，所以红外气体传感器的选择性差、灵敏度低。
激光光声光谱技术采用激光器做光源，是单一频谱的光源，光源的频率可以和气体分子的吸收频率一致，所以激光光声光谱技术的特点是选择性好、灵敏度高。
1 激光光声光谱气体检测技术原理光声气体检测技术是基于不同气体在红外波段有不同的特征吸收光谱，例如：一氧化碳（CO）的红外特征光谱是2.32um和4.26um，二氧化碳（CO2）的红外特征光谱是4.65um和14.99um，六氟化硫（SF6）的红外特征光谱在10.55um 附近。
光声气体检测原理是利用气体吸收一支强度随时间变化的光束而被加热时所引起的一系列声效应。
当某个气体分子吸收一个频率为v的光子后，从基态E0跃迁到激发态E1，两能量级的能量差为E1-E0=hv 。
受激气体分子与气体中任何一分子相碰撞，经过无辐射驰豫过程而转变为相撞的两个分子的平均动能，通过这种方式释放能量从而返回基态。
气体通过这种无辐射的驰豫过程把吸收的光能部分地或全部地转换成热能而被加热。
如果入射光强度调制的频率小于该驰豫过程的驰豫频率，则这光强的调制就会在气体中产生相应的温度调制。
根据气体定律，封闭在光声腔内的气体温度就会产生与光强调制频率相同的周期性起伏。
也就是说，强度时变的光束在气体试样内激发出相应的声波，用传声器便可直接检测该信号。
气体光声检测系统通常由激光器（或普通单色光源）、调制器（使光束做强度调制）、充有被测吸收气体和装有检测传声器的光声腔以及信号采集处理系统组成。
利用光声原理实现的气体检测技术是基于气体的特征红外吸收，间接测量气体吸收的能量，因此测量灵敏度高、检测极限低，且不存在传感器老化的问题。
光声光谱技术在电气设备SF_6气体检测中的应用
备 绝缘 油 中气体 组分 含量 的测 定 。 同样 是对 气体 进行 检
测 ， 么应 用 光声 光谱 技 术对 ｓ 气 体 进行 检 测 也应 该 那
有 着 良好 的应用 前景 。
３１ 水 分含量 测试 ．
电力设备 内的水分主要来源有：①充入 的 ｓ 气体
本 身含 有 的水分 ； 设备 制造 、 ⑦ 安装 过程 中带入 的水 分 ； ③ 设 备 出现 渗 漏所 入 侵 的 水分 。如 果 设备 内 的水 分 过
含量 成正 比， 而完成 对该气 体 的定 量过程 。 从
在特 定的 红外特 征吸 收频率 下 ， 对气 体样 品的检 测灵 敏 度可 以达 到亚 ｐ ｂ级 ，已经接近 理论 上 的检测 极 限 ， ｐ 是 对 气体 进行检测 最灵敏 的技 术之一 。 哈工大 的王书 涛 如 等 人 已经 成功 将光 声 光谱 法 和光 纤相 位 传感 技 术 相结
量 快 的速度 进行 ， 以降低 光声 池 的池壁 材料 对 气样 中水
分 的吸 附所 带来 的影 响。 相对 于 露点 法和 阻 容法 ，使用 光 声光 谱 法测 试 Ｓ 气 体 中的 水分 不容 易 出现检 测 器被污 染 的 问题 ， 不会 也 由于外 界温 度 变化 的 影响 ，产 生测试 范 围 降低 的问题 。
如图 １ 示 ， 所 光源 产 生的 宽带入射 光经 抛物 镜聚 焦 后 ， 以恒 定 速率 转 动 的调制 光 盘进 行 频率 调 制 ， 过 被 通 转动 滤光 盘片选 定某 个滤 光片 ，对入 射光 线进行过 滤 ，
让 与某 种分 子 的特 征 吸收 频 率一 致 的光 线透 过 并进 入
大程 度 上 能体 现 并影 响所 在 电 力设 备 的运 行状 态 。所
六氟化硫气体泄漏检测技术
SF6气体泄漏检测技术目录第一节SF6气体泄漏检测技术概述 (2)一、发展历程 (2)二、技术特点及应用情况 (3)第二节SF6气体泄漏检测技术基本原理 (7)一、SF6气体特性 (7)二、泄漏检测机理 (9)三、泄漏检测仪组成及基本原理 (16)第三节泄漏检测及诊断方法 (26)一、检测方法 (26)二、判断标准 (31)第四节典型SF6气体泄漏案例分析 (32)第一节SF6气体泄漏检测技术概述一、发展历程SF6气体泄漏作为GIS运行过程中的常见缺陷之一[1]，SF6的泄漏不仅会影响设备的绝缘强度，还将对大气环境产生较强的温室效应；此外，假如气体中含有电弧分解物，泄漏气体还将危害人身安全[2]。
因此，SF6气体泄漏检测工作异常重要。
SF6气体泄漏检测技术从上世纪五十年代开始应用，早期新安装和大修后的设备检漏主要依靠真空监视和压力检查，运行设备通过压力表进行泄漏监测，受检测技术的限制，泄漏点的判断主要采用皂水查漏[3, 4]。
20世纪70年代，科研人员根据SF6气体的负电性开发了卤素仪，如美国TIF公司、德国DILO公司、美国CPS公司、英国ION公司都有相应技术产品。
20世纪末期，SF6气体泄漏的定量检测成为趋势并颁布了IEC60480和GB/T 8905-1996《SF6电气设备中气体管理和检测导则》。
20世纪80年代开始，各大设备厂家、科研单位投入到检测技术的研发当中，其中代表性检测技术为：20世纪80年代年美国USON公司开发电子捕获型检测技术；20世纪90年代初期日本三菱公司研发紫外电离型检测技术；上世纪90年代末期英国ION公司研发负离子捕捉检测技术。
以上述检测技术利用的都是SF6气体的负电性，21世纪初，随着人们对SF6气体的化学、声学和光学性质的不断深入了解，新型检测技术不断发展，如红外光谱吸收技术、光声光谱技术和成像法。
红外吸收技术和光声光谱技术利用SF6气体分子吸收红外线的特性， 2004年德国GAS公司推出基于红外吸收技术的IR LEAKMETER检漏仪，后续西班牙Telstar、美国BACHARACH、德国WIKA等公司也开发了相应产品；光声光谱技术作为一种纯物理的、非破坏性的检测技术，2006年被丹麦INNOVA公司首先应用于SF6气体检漏。
六氟化硫气体的检漏分析应用
六氟化硫气体的检漏|分析|应用立特电子经营的仪器产品系列包括国外原装进口气体检测设备，气体分析仪、气体探测报警控制系统、温湿度检测仪、露点仪、微水检测仪、SF6系列检测仪、SF6在线监控系统、个体安全防护类装备等等。
主要的合作品牌有美国ADV系列气体分析仪、英国Shaw、德国CS系列露点分析仪，加拿大BW气体检测仪、美国Honeywell便携式气体检测仪、英国ION系列便携式光离子气体检测仪、美国TIF公司SF6检漏仪，美国CPS公司SF6检漏仪，美国ATI系列便携式多合一气体检测仪等等。
另有多款自主研发的高品质价优便携式气体检测仪及固定式气体检测系统，以及专用于电力行业的SF6微水分析仪、SF6在线监控系统等产品，以及多款环境无损检测和水质检测仪器仪表。
公司的产品被广泛的应用于环保、石油、化工、电力、造纸、冶金、制药、食品加工、煤矿、楼宇等领域的气体监测和气体分析。
六氟化硫（Sulphur hexafluoride），分子式：SF6 ，分子量：146.06。
在常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀的惰性气态物质，气体密度：6.139g/l（20℃，0.101MPa），熔点为：-50.8℃，凝固点为：-63.8℃，临界温度：45.64℃，临界压力：3.84MPa，临界密度：0.73g/cm3，临界容积：198m1/mo1，介电常数：1.002026（25℃，0.101 MPa）。
六氟化硫的化学稳定性强，500℃-600℃不分解，和酸、碱、盐、氨、水等不反应，在电弧作用下（几千度）分解为S和F的原子气，但电孤一旦解除便在105-106秒内复合成SF6。
六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。
其耐电强度为同一压力下氟气的2.5倍，击穿电压空气的2.5倍，灭弧能力空气的100倍，是一种优于空气和油的新一代高压绝缘介质材料。
六氟化硫在生理学上是不活泼的，在药理学上认为是惰性气体。
但是当含有SF4等杂质时便变成有毒物质。
六氟化硫气体的光学特性分析与检漏系统研制的开题报告
六氟化硫气体的光学特性分析与检漏系统研制的开题报告题目：六氟化硫气体的光学特性分析与检漏系统研制一、背景介绍六氟化硫气体（SF6）是一种常用的绝缘气体，在高压、超高压开关设备、电力变压器等电力设备中广泛使用。
但是，六氟化硫气体是一种温室气体，对环境有不良影响。
而当设备发生泄漏时，SF6会对大气进行污染，因此需要对其进行检漏。
传统的检漏方法通常使用红外测量仪，但是成本较高。
因此，开发一种更为便捷、经济的SF6检漏系统具有重要的现实意义。
二、研究内容及意义本研究旨在分析SF6气体的光学特性，基于其光学特性研制一种新型的SF6检漏系统，使其能够在更低的成本下实现高效的检测和定位SF6泄漏点。
具体研究内容包括：1. 对SF6气体的吸收特性进行分析和仿真，确定最佳的检测波长范围；2. 设计和制造SF6气体检测系统硬件平台，并对其进行实验验证；3. 设计和实现SF6气体检测系统软件算法，实现数据的处理和泄漏点的定位；4. 对系统进行实际场地测试和精度分析。
本研究的意义在于：1. 系统可以检测不同浓度的SF6气体，从而有效地避免环境污染和人员伤害；2. 其成本较传统的检测工具更低，具有较高的实用性和经济性。
三、研究方法本研究采用的方法包括：1. 光学模拟分析：通过MATLAB对SF6气体的吸收特性进行模拟分析，确定最佳的检测波长。
2. 硬件制造：基于光学分析结果，设计并制造SF6气体检测系统硬件平台，并进行实验验证。
3. 软件算法设计：设计和实现SF6气体检测系统软件算法，包括校准、数据处理和泄漏点定位等功能的实现。
4. 现场测试和分析：对系统进行实际场地测试和精度分析，验证其检测精度和可靠性。
四、预期成果1. 分析和确定SF6气体的吸收特性和最佳检测波长；2. 设计制造一种新型的SF6气体检测系统，实现对SF6气体泄漏点的快速定位和检测；3. 实现SF6气体检测系统的软件算法，包括校准、数据处理和泄漏点定位等功能的实现；4. 检测系统可靠性和精度分析。
SF6检漏仪SF6-LGT6000
SF6-LGT6000(SF6LaserGasTest)简介SF6-LGT6000是一款德国制造最新技术SF6泄漏定量检测仪器。
采用激光光声光谱检测技术（已申请专利）。
探测器检测灵敏度可达0.001ppm(0.002克/年)，测量动态范围0.001ppm-5000ppm。
高灵敏度的仪器可保精确定位泄漏位置。
高速气流和快速响应的光声探测器可保检测高浓度气流后仪器能即刻恢复。
采用红外激光源和特殊光声传感器技术可保SF6高灵敏度有效探测，避免误报。
SF6-LGT6000专为SF6气体泄漏检测而设计。
SF6红外光谱吸收技术(又称激光技术）的原理是SF6作为温室气体，对特定波段的红外光有很强烈的吸收特性。
SF6主要吸收波长在10.55微米左右的红外线辐射。
该仪器采用红外激光源及在此波长上的特殊光学过滤器，使得SF6-LGT6000特别适合检测SF6气体泄漏，这种 SF6泄漏检测技术灵敏度高，不受环境影响和干扰，对环境温度和湿度变化所带来的检测误差很小。
采用该技术可主动探测测试点气体，及早发现泄漏，作出迅速应对修复。
SF6-LGT6000便携式设计，易带易用，产品IP65防护等级，防震防水防尘。
高清OLED显示，可保强光下正常使用。
SF6-LGT6000可SF6背景浓度自动扣除。
SF6-LGT6000不需要定期校准，没有耗材，维护简单。
SF6-LGT6000技术参数SF6-LGT6000行业应用电力行业——精确检测高电压气体绝缘开关设备的SF6泄漏（HV GIS）军事领域——应用于气体绝缘的RF波导精确泄漏控制制冷行业——SF6泄漏测定其他领域SF6泄漏检测。
六氟化硫气体检测仪光谱法
六氟化硫气体检测仪光谱法一、检测原理六氟化硫（SF6）气体检测仪的光谱法是基于吸收光谱的原理来检测SF6气体浓度的。
当特定波长的光通过SF6气体时，气体分子会吸收特定波长的光，导致光的强度减弱。
通过测量光吸收的强度，可以确定气体的浓度。
吸收光谱的原理为气体浓度与光强度的线性关系，利用这一关系可准确测定气体浓度。
二、光谱波长选择选择特定波长的光源对SF6气体进行检测至关重要。
不同气体对不同波长的光有不同的吸收特性。
因此，选择合适的波长是准确检测SF6气体的关键。
通常，选择那些在SF6气体中具有强吸收特性的波长作为检测光源。
三、光源与光电转换光源的选择直接影响检测的灵敏度和准确性。
常用的光源有激光器和发光二极管（LED）。
这些光源能发出特定波长的光，满足SF6气体检测的需求。
光电转换器是将光信号转换为电信号的器件，它将光源发出的光转换为可测量的电信号，供后续处理。
四、信号处理与数据输出信号处理电路负责对光电转换器输出的电信号进行处理，消除噪声，提取有用的信息。
经过处理的信号数据最终会以数字或图形的方式显示在屏幕上，提供给用户关于SF6气体浓度的实时信息。
五、仪器校准与维护为了保证检测的准确性，仪器需要进行定期校准。
这包括对仪器的性能参数进行检查和调整，确保其正常工作。
同时，对仪器进行必要的维护也是必要的，如清洁光学元件、检查电路连接等。
六、应用范围与优势六氟化硫气体检测仪光谱法的应用范围广泛，可用于各种需要检测SF6气体浓度的情况，如工业生产过程控制、环境监测等领域。
此方法的主要优势包括高灵敏度、高精度、非接触式测量等。
此外，光谱法还具有较好的选择性，能够区分不同气体的干扰，提高测量的准确性。
七、局限性及克服办法尽管六氟化硫气体检测仪光谱法具有许多优点，但仍存在一些局限性。
例如，对于低浓度的SF6气体检测可能会出现误差；此外，光源和光电转换器的稳定性也会影响测量的准确性。
为了克服这些局限性，可以采用更稳定的光源和更高级的光电转换器，并进行定期校准和仪器维护。
探讨六氟化硫气体分解物的分析技术
探讨六氟化硫气体分解物的分析技术摘要：为了保障电气设备的正常运转，就要采用科学合理的技术对六氟化硫（SF6）气体的分解物进行研究分析。
本文主要针对SF6气体分解物的检测管、气相色谱、电化学传感器以及电化学分析技术做出了论述，并针对红外吸收光谱、紫外吸收光谱、光声光谱等分析方法在SF6气体分解物分析中的应用进行了探讨。
通过分析SF6气体分解物能够有效监测和诊断电气设备的故障，更好的保障电器设备的有序运行。
关键词：SF6气体；分解物分析技术；电气设备故障诊断SF6气体已经被广泛运用到各种高压电气设备中，这种气体自身没有气味、颜色，也不具有毒性和可燃性，是一种化学性质特别稳定的气体，有很好的绝缘性和灭弧性能。
一般电气设备在正常运转过程中几乎没有分解物出现，这是由于SF6气体的分解温度超出了500摄氏度。
但是，如果电气设备内部出现故障，那么SF6气体会在高温电弧作用下分解产生SF2、SF3、SF4和S2F10等低氟硫化物。
这些低氟硫化物在纯净的SF6气体中会与活泼的氟原子迅速化合重新生成SF6。
然而，实际使用的SF6气体由于存在微量的空气、水分等杂质，氟原子和低氟硫化物在重新结合的过程中会与这些杂质以及故障点的绝缘介质、电极材料等发生反应，生成 HF、SO2、H2S、碳氟化物、金属氟化物、SO2F2、SOF2、SOF4、SF4、S2OF10、SiF4等一系列复杂分解产物。
其中HF、SO2等酸性分解物对设备内部金属及绝缘材料具有腐蚀作用，会加速设备绝缘劣化，导致设备发生突发性故障，从而引发电力事故。
近年来，在传统的检测管、气相色谱、化学气敏传感器和电化学分析等检测技术基础上，研究出红外吸收光谱、紫外吸收光谱、离子迁移谱和光声光谱等应用于SF6气体特征分解物的检测手段。
本文对这些检测分析方法进行了综述，并对未来SF6气体特征分解物分析技术的发展方向进行了展望。
1 传统的SF6气体分解物分析技术1.1 检测管法最早运用到商业化的SF6气体分解物分析技术就是检测管法，这是一种利用SO2、HF的酸性以及SO2的还原性与检测试剂中包含的NaOH和碘结合后产生的反应导致试剂变色，而变色带的长度与被检查物质的浓度呈正比，这样就可以从检测管的刻度直接读出被检测物质的浓度值。
基于激光成像技术的SF6设备带电检测
基于激光成像技术的SF6设备带电检测摘要：为知道决传统检测SF6设备气体泄漏方法存在人员安全受危害和供电可靠性差等局限性，该文介绍了用于SF6设备气体带电检测的激光成像技术，通过对SF6气体泄漏检测的实例分析，表明基于激光成像技术的SF6气体泄漏检测的方法可以远距离带电检测，能安全快速高效的确定设备SF6气体泄漏点，保证了人员安全，提高了检修效率，减少了设备停电时间，可提高供电可靠性。
要害词：SF6气体；激光成像技术；泄漏检测；带电检测0 引言SF6气体由于具有优越的绝缘、灭弧性能以及稳定的化学热能性质[1]，因此在超高压电气设备中得到广泛的应用，如采纳SF6气体绝缘的断路器、隔离开关、互感器以及气体绝缘金属封闭组合电器（GIS）等。
但伴随着SF6闭组合电器（GIS）等。
但伴随着SF6气体绝缘设备在高压电气装置中的大量使用，由于SF6电气设备制造、安装等质量因素以及元件老化和外力损坏等因素[2][3][4 ]，SF6气体泄露问题也开始显漏。
发生SF6气体泄漏，不仅降低了电气设备SF6开关灭弧室的灭弧能力和绝缘性能，给设备的安全运行带来严峻的隐患，同时，泄漏的SF6气体由于经过电弧、电压放电、温度等因素的作用，能形成具有强烈的腐蚀性和毒性很大的分解物，从而有可能危害运行、检修人员的安全，且SF6气体是一种强烈的温室气体，假如任由其排放或泄漏到大气中，会加剧大气环境的温室效应；同时由于SF6气体价格昂贵，大量补气会使设备维修成本增加，因此加强对SF6设备的检漏是非常有意义的。
长期以来对于SF6电气设备泄漏问题总没有好的检漏方法，对SF6设备检漏和查找漏点常用方法是：包扎法、皂水法以及手持检漏仪等方法[5][6][7]，这些方法存在作业时间长、检测灵敏度不高、气体中毒以及需停电等局限性，影响供电的可靠性。
寻找一种能有效解决传统泄漏检测局限性的方法，确保设备的安全运行以及保障运行、检修人员的人身健康和安全，成为一个亟需解决的问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光光声光谱检测技术在六氟化硫检漏工作中的应用摘要本文介绍了激光光声光谱检测技术在电力系统六氟化硫
检漏方面的应用效果。
关键词激光；六氟化硫；气体检测
中图分类号tm213 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0149-01
0 引言
激光光声光谱技术作为一种高灵敏度的微量气体检测技术，已有30多年的历史。
激光光声光谱技术和红外气体检测技术都是利用气体分子吸收红外线的特性，二者的区别在于光源。
红外检测技术是利用红外线做光源，是广谱的光源，所以红外气体传感器的选择性差、灵敏度低。
激光光声光谱技术采用激光器做光源，是单一频谱的光源，光源的频率可以和气体分子的吸收频率一致，所以激光光声光谱技术的特点是选择性好、灵敏度高。
1 激光光声光谱气体检测技术原理
光声气体检测技术是基于不同气体在红外波段有不同的特征吸收光谱，例如：一氧化碳（co）的红外特征光谱是2.32um和4.26um，二氧化碳（co2）的红外特征光谱是4.65um和14.99um，六氟化硫（sf6）的红外特征光谱在10.55um附近。
光声气体检测原理是利用气体吸收一支强度随时间变化的光束而被加热时所引起的一系列声效应。
当某个气体分子吸收一个频率
为v的光子后，从基态e0跃迁到激发态e1，两能量级的能量差为e1-e0=hv 。
受激气体分子与气体中任何一分子相碰撞，经过无辐射驰豫过程而转变为相撞的两个分子的平均动能，通过这种方式释放能量从而返回基态。
气体通过这种无辐射的驰豫过程把吸收的光能部分地或全部地转换成热能而被加热。
如果入射光强度调制的频率小于该驰豫过程的驰豫频率，则这光强的调制就会在气体中产生相应的温度调制。
根据气体定律，封闭在光声腔内的气体温度就会产生与光强调制频率相同的周期性起伏。
也就是说，强度时变的光束在气体试样内激发出相应的声波，用传声器便可直接检测该信号。
气体光声检测系统通常由激光器（或普通单色光源）、调制器（使光束做强度调制）、充有被测吸收气体和装有检测传声器的光声腔以及信号采集处理系统组成。
利用光声原理实现的气体检测技术是基于气体的特征红外吸收，间接测量气体吸收的能量，因此测量灵敏度高、检测极限低，且不存在传感器老化的问题。
2 六氟化硫检漏仪的应用效果
六氟化硫（sf6）气体泄露检测仪一般都要求体积小、重量轻、用电池供电以适应电力系统现场使用。
2005年俄罗斯通用物理研究所开发出世界上体积最小的低功耗二氧化碳激光器，使便携式采用激光光声光谱检测技术的sf6定量检漏仪在技术上可实现。
目前，采用激光光声检测原理的sf6定量检漏仪使sf6的检测灵敏度达到
1×10-9cm3/s（0.002克/年），动态范围为0.001ppm~ 1 000ppm。
高灵敏度的仪器可保证精确定位泄露位置，避免了其它物质在泄露探测中的干扰。
高速气流和光声探测器较短的响应时间保证在探测到高浓度气流后1s~2s内仪器即可恢复。
红外激光源和特殊光声传感器技术保证了sf6的高灵敏度探测，降低了误报警的次数。
我们在选择sf6检漏仪时要关注如下技术指标：静态灵敏度、响应时间、传感器的选择性。
六氟化硫（sf6）检漏仪的系统响应时间由两部分组成：气流通过传感器的时间和传感器本身的响应时间。
气流通过传感器的时间是指sf6气体通过导管到达传感器的时间，该时间取决于管路的长度和抽气泵的功率。
传感器本身的响应时间是指传感器可以准确测量sf6气体浓度所需要的时间，不同原理的传感器响应时间有很大差别，范围从毫秒级到分钟级。
很多仪器在宣传灵敏度为1ppm或0.1ppm的时候其实指的是在实验室标定的灵敏度，也就是用氮气和sf6的混合气体来标定的灵敏度，这个灵敏度应该是静态灵敏度。
静态灵敏度是不考虑检漏仪的响应时间也不考虑周围环境各种干扰气体影响的灵敏度。
实际在现场测量sf6泄漏时，检漏仪的探头是移动的，速度大约在
1cm/s~3cm/s。
正常情况下泄漏点周围sf6气体的浓度是呈梯度分布的，越靠近泄漏点sf6气体浓度越高。
对于静态灵敏度相同的两台仪器，若系统响应时间不同，当探头以同样速度经过泄漏点时，响应时间快的仪器测量结果更准确，响应时间慢的仪器测量结果偏
小。
同一台仪器，当探头以不同速度移动经过泄漏点时，同样的泄露在仪器上检测出的结果也是不同的，移动速度越快读数越小，移动速度越慢测量结果越准确。
有些传感器是广谱的，不仅对sf6气体敏感，对水蒸气、二氧化碳、烷烃类气体、卤素气体均有反应，所以实际测试环境的干扰气体会大大降低某些sf6检测仪器的灵敏度。
动态灵敏度取决于静态灵敏度、系统响应时间和传感器的选择性。
静态灵敏度高、响应时间快、传感器选择性好的检漏仪，其动态灵敏度才会高。
笔者做了如下对比试验，选用了3款sf6检漏仪，关键技术指标如下表：
同样规格的sf6标准气体六瓶，浓度分别为1ppm，5ppm，10ppm，50ppm，100ppm，200ppm。
通过减压阀和流量表使各瓶子sf6气体流出的速度尽可能一致。
3种检漏仪以1cm/s的速度经过各个sf6气体标准瓶泄漏口，测量结果如下表：
我们从试验结果能看出：激光光声光谱检测技术在电力系统sf6检漏方面有着令人满意的检测效果。