邓 扬，王先培，陈 鹏，肖 伟，胡明宇

(武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430072)



基于超声探测的SF6浓度在线监测系统

邓 扬，王先培，陈 鹏，肖 伟，胡明宇

(武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430072)

长期运行的气体绝缘组合电器(GIS)设备可能存在SF6气体泄漏问题，进而导致设备安全性下降。针对该问题，采用超声原理测量SF6气体浓度，该方法具有测量范围广、设计简单等优点，且易于实现在线式监测。建立了双腔室中超声信号传播相位差与SF6气体浓度的理论模型，并研制了一套基于超声探测的SF6浓度在线监测系统。为提高测量精度，设计了一种基于DFT算法的数字相位计，通过对采样信号进行多项式插值加Hanning窗，进而实现相位和幅值修正。实验表明，使用数字相位计能将SF6浓度误差率控制在5%左右，目前该系统在贵州某变电站已投入运行。

超声；SF6浓度监测；相位差；数字相位计；多项式插值；Hanning窗

0 引言

SF6气体以其稳定的化学特性和优越的电绝缘性、灭弧性，广泛应用于电网中[1-2]。目前，GIS变电站中电流、电压互感器，断路器，GIS，变压器等设备都采用SF6作为绝缘介质。然而电力设备在设计、制造、安装以及运行维护过程中存在不当操作，可能导致SF6发生泄漏[3]。泄漏的SF6气体在电弧、电晕、火花放电以及局部放电、高温等条件下，会分解产生有毒气体，同时电力设备也会由于SF6气体浓度减少，导致绝缘强度和熄弧能力下降[4]。为了保证电力设备的安全运行以及工作人员的生命安全，研究开发一套有效的SF6电气设备内部故障在线监测预警系统对电网的安全运行具有非常重要的意义。……