GIS中HF气体检测用TDLAS传感器的设计及吸附实验

唐 峰,刘顺桂,吕启深,李新田,赫树开,曾晓哲,岳运奇

(1.深圳供电局有限公司,广东 深圳 518000；2.河南省日立信股份有限公司,河南 郑州 450001)

1 引 言

SF6气体强的电负性使其具有优异的绝缘及灭弧性能,且与高压电气设备中绝缘件及导电材料具有良好的兼容性,使其广泛应用在气体绝缘封闭开关设备(GAS insulated SWITCHGEAR,GIS)、断路器、变压器、互感器等高压电设备中[1-3]。高压开关气室在放电条件下,当有微水及O2杂质存在时,产生的高活性离子OH及O捕获F原子发生复杂的化学反应,生成HF等有毒气体,将对设备的安稳运行及运维人员的生命健康构成重大威胁[4]。

传统的HF气体检测方法主要有红外吸收光谱法、检测管法、碳纳米管气敏传感器法,其中红外光谱法谱线较宽,吸收峰密集,抗干扰能力差,易受环境气体影响,针对较低浓度的气体难以检出；检测管法利用化学显色反应原理能实现HF气体现场检测,也易受环境影响,存在气体交叉干扰等缺点；碳纳米管法准确性低,难以单独实现现场检测。可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术利用激光器的窄线宽具有抗干扰能力强、非接触、灵敏度高、可实时在线监测等优势,是克服高温、有毒有害气体等恶劣环境下痕量气体检测的理想方法之一[5-6]。近些年,利用TDLAS技术实现对HF气体的检测国内外并不多见,中国科学院安徽光机所的张志荣[7]等采用1.33 μm的分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,DFB)结合波长调制技术研究了对工业HF气体的在线检测。张施令等[8]采用1.312 μm的DFB激光器实现了对HF气体的实验室检测。……