使用NDIR原理进行SF6泄漏检测的优势

一、红外技术工作原理介绍

SF6 泄漏检测有两种方法：

1、非色散红外 (NDIR) 原理

2、高压电离

NDIR 原理使用双波长 NDIR(非色散红外)传感器来监测 SF6。 大多数分子可以吸收红外光，导致它们弯曲、拉伸或扭曲。 吸收的红外光量与浓度成正比。 光子的能量不足以引起电离，因此检测原理与光电离检测器(PID)有很大不同。 能量转化为动能，使分子加速，从而加热气体。 每个分子吸收代表存在的键类型的波长的红外光。

非色散红外光源(图-1)

SF6 在 10.7 µm(947 cm-1，图 2)处具有强吸光度，CH 键在 3.3 到 3.5 µm 范围内吸收，具体取决于分子其余部分的结构，H2O 在 5 到 8 µm 范围内吸收 和低于 3 µm。 SF6 吸收带是独特的，因此具有高度选择性。 相比之下，许多化合物具有相似的 C-H 键，这种吸光度适用于非选择性检测一系列碳氢化合物。

SF6 的红外光谱(图 2)

H20 的红外光谱(图 3)

现在，如果我们比较图 2 和图 3，可以发现在 SF6 测量中没有水吸收的干扰，因为水在 10.7 µm (947 cm-1) 处没有吸收。

气体的吸光度与其浓度成正比，如下

朗伯-比尔定律：

A = -log (I/ I0) = εbc

I = I010-A = I010-εbc

其中，

I0 = 从灯发出的初始光强度(在纯空气中测量)

I = 到达检测器末端的光强度(存在样气)

A = 吸光度

ε = 摩尔吸光系数。它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。

b = 吸收层厚度，单位为cm

c = 吸光物质的浓度，单位为mol/L.

因为 I 和 ε 是固定的，所以测量样品前后的光强度可以测量浓度。

从图 1 中可以看出，非色散是指所有光都通过气体样品，并且仅在检测器之前被过滤掉。 检测器前面的滤光片去除所有光，除了 10.7 µm 的光，对应于 SF6。

二、使用 NDIR 原理进行 SF6 泄漏检测的优势

采用NDIR原理检漏装置，断路器和GIS漏电可在线检测，无需停机

与传统的泄漏检测技术相比，NDIR 具有相当高的检测效率

NDIR 传感器具有更快的响应时间和更高的灵敏度

NDIR技术适用于监测接触式测量工具难以触及的设备，可以在几米外检测到潜在的危险泄漏

在存在水分或常见挥发性有机化合物 (VOC) 的情况下，测量不会受到影响

测量不会受到中等风流的影响

NDIR 传感器比传统传感器具有更长的寿命

SF6气体用于电力行业介绍

SF6 气体因其优异的介电强度特性被用作 AIS / GIS 变电站的绝缘介质。此外，SF6 无色、无味、不易燃、具有化学惰性且高度稳定。 SF6 泄漏是安装了 GIS 或 AIS 断路器的电力公司常见的问题之一。泄漏可能发生在断路器/GIS 的任何部分，其中两个部分连接在一起，例如阀门配件、衬套和法兰，但在少数情况下，由于铸造不良，它可能直接通过铝泄漏。这些泄漏可以通过使用气体泄漏检测器或热成像来发现。泄漏测试还可以减少维护并减少环境排放。

SF6 泄漏检测的重要性

在 HV、EHV 或 UHV 断路器/GIS 室中，SF6 气体以高压储存，以在故障期间熄灭电弧。如果开始发生 SF6 泄漏，则 SF6 室内的压力会迅速降低，从而降低灭弧能力。此外，纯 SF6 气体是一种无色、无味、有毒且易燃的卤素化合物，但由于其高全球变暖潜势(二氧化碳的 23000 倍)和大气寿命(约 3200 年)，SF6 泄漏根本不适合作为它会消耗对人体有害的臭氧层。

GIS 中的 SF6 也可能有害，尤其是在进行故障维护时。在大功率电弧、火花放电和电晕放电的作用下，SF6气体会分解形成SO2和H2S等有毒副产物。此外，根据环境指南，每个公用事业公司都将 SF6 的使用限制在一定限度内。使用超过一定限度的过量 SF6 只会对单个公用事业单位造成额外的损失，这就是为什么 SF6 泄漏最小化并且需要尽早进行整改的原因。

INFS520P六氟化硫+氧气传感器简介

INFS520P六氟化硫+氧气传感器是一款多气体传感器模组，可以同时检测 SF6 和 O2 两种气体，SF6传感器部分，采用 NDIR 红外吸收检测原理;O2传感器部分，采用电化学原理。该模组中 SF6 检测采用 MEMS 光源、特殊结构的光学腔体和双通道探测器。微处理器进行信号采集、处理和输出。INFS520P 具有很好的选择性，高灵敏度，寿命长，低功耗;内置温度传感器;采用 485 输出。

INFS520P SF6+氧气传感器可广泛应用于电力行业 SF6 六氟化硫气体泄漏检测及 O2氧气浓度监测的场合。

应用：

-电力行业

-配电室 SF6 气体泄漏检测和氧气浓度监测

审核编辑：汤梓红