红外吸收光谱：SF6油份现场快速检测装置的创新与应用 CNR225-107

这个项目要解决什么背景问题？

六氟化硫气体凭借优良的绝缘与灭弧性能，被广泛用作电气设备的绝缘介质。在设备长期运行过程中，因密封材料老化、机械磨损等原因，微量绝缘油可能渗入气室，导致气体中油分含量升高。油分超标会降低气体绝缘强度，严重时引发内部放电，威胁设备安全运行。

传统油分检测多采用气相色谱法或比色法，需现场取样后送实验室分析，流程长、环节多，难以在设备现场快速获取结果。试验部在日常检修与故障排查中，对能够现场、快速、准确测定六氟化硫中油分含量的手段存在明确需求。

针对这一情况，试验部研发了基于红外吸收光谱的六氟化硫油份检测装置，将实验室分析方法转化为便携式现场检测工具，有效提升了油分检测的及时性与准确性。

现场存在哪些具体问题？

• 检测周期长。传统方法需现场取样、封存、运输至实验室，再经色谱分析，从取样到出具结果往往需要数天，无法满足现场快速判断的要求。
• 操作环节多。取样、运输、前处理等环节均可能引入误差，样品代表性难以保证，影响最终数据的可靠性。
• 现场适用性差。实验室分析仪器体积大、重量重，无法携带至设备现场，检修人员难以在第一时间掌握气体状态。
• 对人员依赖强。色谱分析需要专业人员操作和解读谱图，普通检修人员难以独立完成检测和判断。
• 数据反馈滞后。检测结果不能实时反馈至检修决策，导致设备停运时间延长，检修效率明显降低。

本项目的创新目标是什么？

本项目旨在研发一种基于红外吸收光谱原理的便携式六氟化硫油份检测装置，实现现场快速、准确测定气体中油分全部含量，简化操作流程，降低对专业人员的依赖，为设备状态判断和检修决策提供及时依据。

技术方案如何实现？

装置采用红外分光光度测量原理，由无移动部件和光路组成，是一台结构紧凑、拥有固定滤波器的中红外分析仪。整机重量仅为2kg，便于携带至设备现场。仪器内部配置校准表，开机后可直接调用，无需现场标定。

检测时，对采集的六氟化硫气体样品进行光谱扫描，仪器显示样品光谱及吸收峰的波数位置。由于油分在特定红外波段具有特征吸收，通过分析吸收峰的位置和强度，即可迅速、准确测出六氟化硫中油分的全部含量。整个测量过程无需化学试剂，不产生废液，操作步骤少。

操作流程为：连接取样接口，将气体引入测量池；启动光谱扫描，等待仪器完成数据采集；读取屏幕显示的光谱图及油分含量结果；记录数据并判断是否超标。全过程可在现场完成，单次检测时间明显缩短。

创新亮点有哪些？

• 红外光谱直接测量：利用油分在红外波段的特征吸收，直接测定其含量，无需色谱分离和化学前处理，从原理上简化了检测流程。
• 便携化设计：整机重量仅2kg，无移动部件，结构紧凑，可随身携带至设备现场，解决了实验室仪器无法现场使用的难题。
• 内置校准表：仪器内部配置校准表，现场操作时无需额外标定，降低了操作门槛，普通检修人员经简单培训即可独立完成检测。
• 光谱可视化：可显示样品光谱及吸收峰的波数位置，检测结果直观可见，便于人员现场判断和记录。
• 快速出结果：省去取样送检环节，现场即可获得油分含量数据，显著缩短了从检测到决策的时间。

落地应用效果如何？

该装置已在试验部所辖的以六氟化硫气体为主要绝缘介质的电气设备上开展现场应用。检修人员携带装置到达设备现场后，可直接完成气体油分检测，无需等待实验室分析结果。应用表明，检测周期大幅缩短，现场判断能力明显增强，为设备状态评估和检修安排提供了及时依据。

与传统方式相比，本成果在检测效率、现场适用性和操作便捷性方面均有明显改善，减少了因等待检测结果而造成的设备停运时间。

产出物：红外六氟化硫油份检测装置及配套现场检测方法。

适用场景：以六氟化硫气体为主要绝缘介质的电气设备，如断路器、组合电器等，适用于日常巡检、检修前后的气体质量检测及故障排查。

延伸阅读

• 非散射近红外吸收光谱法：固体绝缘材料聚合度无损检测技术的创新与应用
• 采用非散射近红外吸收光谱法(NDIR)进行固体绝缘 材料聚合度无损检测技术及应用
• 基于红外吸收光谱的SF6油份检测技术的开发与应用

常见问题

Q：该装置检测结果是否准确？

A：装置采用红外分光光度测量原理，可显示样品光谱及吸收峰波数位置，能迅速、准确测出六氟化硫中油分全部含量，并内置校准表保障现场测量一致性。

Q：现场操作是否复杂？

A：操作流程简单，连接取样接口后启动扫描即可读取结果，无需化学试剂和复杂前处理，普通检修人员经培训后可独立使用。

Q：装置是否便于携带？

A：整机重量仅为2kg，无移动部件，结构紧凑，可随身携带至设备现场，满足现场检测需求。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。