一种SF6混合气体的混合比检测方法及装置与流程

本发明涉及sf6混合气体的混合比检测，尤其涉及一种sf6混合气体的混合比检测方法及装置。

背景技术：

1、为实现“双碳”目标，电网企业逐渐采用掺杂n2或cf4气体的sf6混合气体来替代纯sf6气体来充当绝缘和灭弧介质。sf6混合气体混合比直接关系绝缘和灭弧性能，是运维检测必须开展的项目之一。sf6混合气体电气设备在运行过程中不可避免出现微漏情况，时间积累之下会有少量空气混入气室之中。q/gdw 11921.4-2018规定，运行中sf6/n2混合比偏差不能超过1％，氧气含量不能超过0.5％(sf6/cf4混合气体本领域均参照该标准)。

2、现有sf6混合气体混合比便携式检测仪按照原理一般分为两种类型，光学检测法或热导检测法。其中，光学检测法一般基于红外吸收光谱法或者热释电法，通过不同气体组分红外吸收峰的不同检测某一组分占比，然后通过减法计算出另一组分占比；热导法只适用于混合气体中有且仅有两种气体组分未知的混合气体，主要原理为不同气体组分热导率不同，当混合气体混合比发生改变时，混合气体的总热导率也会发生改变，一定流量的混合气体从热敏电阻上带走的热量也不同，从而导致热敏电阻阻值发生改变，通过检测热敏电阻电压结合内置的浓度标定曲线即可获得当前混合比。然而，上述检测方法均只能检测二元混合气体，若忽略氧气占比，可能导致混合比检测误差超过1％。因此，部分技术人员另外增加一套传感器用于检测氧气，一般为电化学法或者荧光法，但该方法会显著增加了仪器研制成本以及体积。另外，现有具备检测多种sf6混合气体混合比的便携式检测仪均需要手动选定待测气体种类，若待检测气体为钢瓶中的回收气体，在标签模糊不清或者检测人员选择错误的情况下，会导致混合比检测结果出现偏差。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种sf6混合气体的混合比检测方法及装置，以解决现有sf6混合气体中包含氧气的情况下混合比检测不准确的问题。

2、第一方面，提供一种sf6混合气体的混合比检测方法，包括：

3、建立sf6混合气体的热导率方程，其中，所述热导率方程为：θ为sf6混合气体的热导率，θ1为sf6混合气体中的sf6的热导率，θ2为sf6混合气体中的n2或cf4的热导率，θ3为sf6混合气体中的o2或空气的热导率，c1为sf6混合气体中的sf6的占比，c2为sf6混合气体中的n2或cf4的占比，c3为sf6混合气体中的o2或空气的占比；

4、控制待测sf6混合气体在预设条件下分别流经处于第一环境温度、第二环境温度和第三环境温度的热敏电阻，分别检测得到所述热敏电阻在所述第一环境温度下输出的第一电压，在所述第二环境温度下输出的第二电压，以及，在所述第三环境温度下输出的第三电压，其中，所述预设条件为：待测sf6混合气体的温度为0℃，流速为预设流速；

5、假设所述待测sf6混合气体为sf6和n2，在分别预先标定的在所述第一环境温度下和所述第二环境温度下的所述热敏电阻输出的电压与所述预设条件下的sf6/n2/o2三元气体的热导率对应关系的曲线中，分别对所述第一电压和所述第二电压进行匹配，得到对应的所述待测sf6混合气体的第一热导率和第二热导率；

6、将所述待测sf6混合气体的第一热导率、第二热导率，以及，查表得到的所述预设温度下的sf6、n2、o2气体的热导率，代入所述sf6混合气体的热导率方程，联立求解，得到所述待测sf6混合气体中sf6:n2:o2的第一混合比；

7、在预先标定的在所述第三环境温度下的所述热敏电阻输出的电压与所述预设条件下的sf6/n2/o2三元气体的热导率对应关系的曲线中，匹配所述待测sf6混合气体的第一混合比，得到所述热敏电阻输出的第四电压；

8、根据所述第四电压和所述第三电压的比值，确定所述待测sf6混合气体的种类及混合比。

9、第二方面，提供一种应用如第一方面实施例所述的sf6混合气体的混合比检测方法的检测装置。

10、这样，本发明实施例，可以在不额外增加检测设备的基础上，准确地识别混入o2的待测sf6混合气体的种类及其混合比，成本较低，适用性强。

技术特征：

1.一种sf6混合气体的混合比检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的sf6混合气体的混合比检测方法，其特征在于，所述确定所述待测sf6混合气体的种类及混合比的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的sf6混合气体的混合比检测方法，其特征在于，所述确定所述待测sf6混合气体的种类及混合比的步骤，包括：

4.一种应用如权利要求1～3任一项所述的sf6混合气体的混合比方法的检测装置。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，包括：进气管道、盘状管路、第一半导体制冷模块、热导池、第二半导体制冷模块和出气管道；所述进气管道的一端连通所述盘状管路的一端，所述盘状管路的另一端连通所述热导池的进气口，所述热导池的出气口连通所述出气管道的一端；

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于：所述盘状管路的出气口设置有用于检测所述待测sf6混合气体的温度的第一温度传感器；所述热导池设置有用于检测所述热导池内的所述热敏电阻处于的环境温度的第二温度传感器；所述热导池的出气口设置有用于检测所述待测sf6混合气体的流速的流量计。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，在检测过程中，所述预设温度为t℃，所述第一温度传感器检测的流出所述盘状管路的所述待测sf6混合气体的温度为t1，预设温度步长为ts，则所述第一半导体制冷模块控制所述待测sf6混合气体的温度，包括：

技术总结
本发明公开一种SF<subgt;6</subgt;混合气体的混合比检测方法及装置，包括：建立SF<subgt;6</subgt;混合气体的热导率方程；分别检测得到热敏电阻在第一环境温度下输出的第一电压，在第二环境温度下输出的第二电压，以及，在第三环境温度下输出的第三电压；分别对第一电压和第二电压进行匹配，得到对应的待测SF<subgt;6</subgt;混合气体的第一热导率和第二热导率；得到待测SF<subgt;6</subgt;混合气体中SF<subgt;6</subgt;:N<subgt;2</subgt;:O<subgt;2</subgt;的第一混合比；匹配待测SF<subgt;6</subgt;混合气体的第一混合比，得到热敏电阻输出的第四电压；根据第四电压和第三电压的比值，确定待测SF<subgt;6</subgt;混合气体的种类及混合比。本发明在不额外增加检测设备的基础上，准确地识别混入O<subgt;2</subgt;的待测SF<subgt;6</subgt;混合气体的种类及其混合比，成本较低，适用性强。

技术研发人员：成诚,王一波,丁宁,吴杨,张源,李志刚,王立志,蒋超伟,李文,郑小立,马磊,李秀广,方济中,韩利,马文长
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21