基于懸臂梁增強(qiáng)型光聲光譜的SF6特征分解組分H2S定量檢測(cè)研究.pdf

1、硫化氫（H2S）是SF6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障導(dǎo)致SF6氣體分解產(chǎn)生的關(guān)鍵特征組分之一，能有效的反映絕緣故障的嚴(yán)重程度及故障是否涉及固體絕緣材料。對(duì)SF6故障分解氣體中H2S組分的含量進(jìn)行精確定量檢測(cè)，能夠?yàn)椴捎肧F6分解組分法進(jìn)一步判斷設(shè)備內(nèi)部絕緣故障類型和故障嚴(yán)重程度、評(píng)估設(shè)備內(nèi)絕緣狀態(tài)提供有力的數(shù)據(jù)支持，對(duì)確保SF6氣體絕緣電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。懸臂梁增強(qiáng)型光聲光譜（CEPAS）是基于新型硅微懸臂梁傳聲器的改進(jìn)

2、型光聲光譜，具有不消耗載氣、靈敏度高、選擇性好、動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在SF6氣體絕緣電氣設(shè)備故障分解氣體檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。
　　論文歸納總結(jié)了現(xiàn)有SF6氣體分解組分檢測(cè)方法的不足和光聲光譜（PAS）痕量氣體檢測(cè)技術(shù)及CEPAS痕量氣體檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀；著重闡述了氣體紅外吸收光譜理論、PAS痕量氣體檢測(cè)基本原理、懸臂梁傳聲器檢測(cè)光聲信號(hào)機(jī)理、綜合各項(xiàng)影響因素的CEPAS系統(tǒng)頻率響應(yīng)等相關(guān)理論，為CEPAS痕量氣體檢測(cè)技術(shù)

3、應(yīng)用于SF6分解氣體特征組分的定量檢測(cè)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　基于分布反饋式半導(dǎo)體激光器（DFBLD）的輻射特性和SF6分解氣體各主要組分的近紅外光譜特性分析，依據(jù)氣體特征吸收譜線的選取原則，選取了H2S氣體中心波數(shù)為6336.62cm-1的特征吸收譜線作為研究對(duì)象，搭建了針對(duì)H2S組分進(jìn)行定量檢測(cè)的CEPAS痕量氣體檢測(cè)系統(tǒng)。試驗(yàn)研究了DFBLD的工作溫度及注入電流對(duì)其峰值輸出波長(zhǎng)的影響，為實(shí)現(xiàn)DFBLD峰值輸出波長(zhǎng)的線性調(diào)諧提供

4、了數(shù)據(jù)支持。
　　基于HITRANontheWeb仿真研究了氣體溫度和壓強(qiáng)對(duì)所選H2S特征吸收譜線的影響，得到了H2S氣體的紅外吸收特性。試驗(yàn)研究了痕量H2S氣體CEPAS響應(yīng)特性，獲取了所選H2S特征吸收譜線的高分辨率CEPAS譜圖。本文分別對(duì)N2和SF6背景氣體中的痕量H2S氣體進(jìn)行了定量檢測(cè)試驗(yàn)研究，建立了基于最小二乘回歸的CEPAS定量分析模型，得到了系統(tǒng)對(duì)N2中痕量H2S的檢測(cè)下限為0.84×10-6，對(duì)SF6中痕量H2