电力设备如电力变压器、气体绝缘开关设备(GIS)等在长期运行过程中,会由于放电和过热故障的存在而产生分解气体,长期的研究和实践证明通过分析这些气体的成分和比例(被业内称作分解气体分析法)可以判断潜伏性故障的类型、程度及发展趋势,并建立起了一系列基于分解气体分析的国际和国内标准。
目前检测这些气体组分的方法有气相色谱法、半导体传感器或电化学传感器等,其中气相色谱法在实验室检测中获得良好的应用效果。然而气相色谱法需要载气、同时色谱柱使用一段时间后需要清洗等固有特性决定了气相色谱技术难以适于现场在线监测和带电检测。而传感器法虽然对各待测气体组分都相当敏感,但普遍存在线性度不好,对气体的选择性不佳,寿命短、存在零点漂移等问题。限制了分解气体分析法的应用。
光声光谱是一种基于光声效应的先进的微量气体检测技术。光声效应是由于气体分子吸收间断性光能而引起的周期性无辐射弛豫(热效应)的过程,宏观上表现为气体压力的周期性变化。该技术是一种无背景的吸收光谱检测技术,可实现超低浓度的气体成分测量,其测量气体浓度的动态范围宽,对样品气体没有污染,不改变气体性质,可在线循环取样,同时不需要消耗载气和标气,仪器维护周期长。是解决目前变压器油中溶解气体在线监测、SF6分解气体带电检测在线监测面临技术瓶颈的优选方案。中国科学院电工研究所完全掌握基于光声光谱的气体检测核心技术,目前已研制了变压器油中溶解气体检测仪、六氟化硫分解气体检测仪,高压套管分解气体检测仪等多种一起,并联合安徽电科院实现挂网示范应用,证明了技术的可用性。同时该技术还可应用于生态环保领域污染的气体高灵敏检测。