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0 引言

随着我国“西电东送”能源战略的推进，高压输变电技术也得到了较大发展，电压等级逐渐提高，目前大容量、远距离的特高压输变电技术成为“新基建”七大领域之一，有望借鉴高铁、核电模式，成为下一张国家名片[1]。作为高压、超高压乃至特高压输变电领域的重要组成部分，气体绝缘电气设备采用以SF6为代表的稳定性好、绝缘及灭弧性能优良的气体作为绝缘介质，以提高设备绝缘强度，同时减小设备尺寸[2]。由于SF6气体存在全球变暖潜能值较高的问题，近年来，为减少其使用，国内外研究者提出了各种SF6替代方案，包括自然气体如干燥空气、CO2、N2，SF6混合气体如SF6/N2、SF6/CF4，以及环保型绝缘气体如CF3I、c-C4F8等[3]。经过多年的发展，气体绝缘电气设备应用广泛且可靠性较高[2]，但在长期运行过程中，设备内部存在的毛刺、自由金属颗粒、悬浮电位等绝缘缺陷[4]仍可引发各类绝缘故障，包括放电性故障和过热故障，这将导致绝缘介质发生分解，分解产物并与设备内的微水微氧进一步反应形成多种分解组分，而上述产物中可能存在的腐蚀性气体、导电固体等可加剧设备的绝缘劣化。基于国内外研究者对SF6气体分解特性的大量研究，通过检测上述分解产物种类与含量即可对设备绝缘状态进行评估，并对绝缘缺陷类型与故障严重程度进行诊断[5]，以实现气体绝缘高压电气设备的快速诊断与早期预警。

目前SF6气体分解特性相关的研究已趋成熟，其分解产物检测手段种类较多，常用的有检测管法、气相色谱法、质谱法、离子迁移谱法等。上述手段各有优劣，找到一种完备的SF6分解组分检测方法较为困难[6]。例如气相色谱法和质谱法检测精度高，可检测的产物种类全面，但由于色谱进样检测时间长，且色谱柱分离效果易受环境影响，不适用于现场在线检测。而离子迁移谱法和检测管法都选择性不够理想，较难实现不同分解组分的高精度检测。

除此之外，近年来基于半导体金属氧化物、聚合物和碳族材料等新型气敏材料的传感法和基于发射光谱、吸收光谱的各类光学检测方法等也逐渐成为SF6气体分解产物检测的研究热点。新型气敏材料传感法具有检测成本低、检测速度快、灵敏度高、体积小等优点，通常采用薄膜或厚膜材料与气体分子接触发生物理吸附或化学反应，从而实现浓度分析与传感。其厚膜与薄膜材料可分为半导体金属氧化物、聚合物和碳族材料(包括碳纳米管和石墨烯等)3类。

尽管有各类文献尝试对上述材料进行改性来提升检测性能[7-11]，但目前该类传感器往往存在制备工艺复杂、易受环境影响、恢复时间较长、可重复性较差以及对多组分气体交叉敏感等问题。而基于光学的气体组分检测技术一般具有寿命长、抗干扰能力强、可靠性高以及易于实现在线监测等优点。尽管基于光学原理的检测技术在电力行业，尤其SF6分解产物检测方面的应用起步较晚，近年来越来越多的研究者尝试通过拉曼光谱、红外光谱、紫外荧光光谱、光子晶体光纤、光声光谱、光腔衰荡光谱等各类光学手段对SF6分解产物进行检测。为此，下文综述各种基于光学原理的气体检测方法，以期为SF6气体分解组分乃至其他领域所需的痕量气体组分的精确检测提供一定的参考。

本文首先以SF6气体分解组分为例进行文献调研，总结近年来SF6分解产物浓度相关的实验数据，并据此分析特征分解组分的种类、分布规律以及对应的检测需求；其次，具体评述各类基于光学原理的SF6分解组分检测手段；再次，基于SF6加剧温室效应的背景，进一步对各类SF6替代气体分解产物分布及其光学检测进行拓展探讨；最后，总结SF6及其替代气体为代表的气体绝缘高压电气设备特征分解组分的光学检测前景与发展趋势。

1 SF6气体分解产物分布规律SF6气体绝缘高压电气设备中发生的绝缘故障可归纳为放电性故障和过热故障。其中，放电性故障模型主要包括金属尖端放电、悬浮电极放电、沿面放电、自由金属颗粒放电和气隙放电等。各类故障模型中，气体分解组分主要包括CO、CO2、CF4、C2F6、SOF2、SO2F2、SO2、H2S、CS2[5, 11-12]等。而据前文所述，SF6替代气体大致可分为自然气体、SF6混合气体以及各类环保型绝缘气体，分解产物和替代气体种类、气体混合方案、故障类型等因素均有关联。

通过对近十年文献中[2, 14-18]，不同缺陷模型下SF6气体特征分解组分浓度检测结果的收集与整理，得到图 1、图 2中含硫特征分解组分(SOF2、SO2F2、SO2、H2S、CS2、SOF4、S2F10)和含碳分解组分(CO2、CF4、CO、C3F8、C2F6、CS2)两类组分浓度分布示意图。

 图 1 SF6气体放电/过热故障下含硫特征分解组分浓度分布Fig. 1 Sulfur characteristic decomposition component concentration distribution of SF6 gas under discharge/ overheat fault

图 2 SF₆气体放电/过热故障下含碳特征分解组分浓度分布Fig. 2 Carbon-containing characteristic decomposition component concentration distribution of SF₆ gas under discharge/overheat fault

文献调研而来的数据并不能覆盖所有的工况，实验室条件下的缺陷模型和实际电力设备的运维也有一定差异，图 1、图 2仅体现所调研文献各情形下不同特征分解组分的浓度分布规律，从而为后续工程人员确定不同组分检测需求、选取合适的检测手段提供一些参考。事实上，不同的气压、温度、外施电压以及缺陷模型[19]等条件对SF6气体绝缘电气设备的放电类型和放电严重程度均可能产生影响，分解组分浓度分布也相应有所不同。

首先由图 1中所收集的实验数据可知，SF6含硫分解组分中SOF2、SO2组分的浓度分布范围较广，既有可能出现体积分数10−3以上的高浓度分布，也很有可能出现在0~10−5之内的低浓度范围分布，因此对上述两种分解组分的检测需兼顾较大量程、较高检测精度和较低检测下限(10−6以下)。而对于SO2F2、H2S、CS2、S2F10等低浓度区域分布较为密集的组分，其检测下限建议尽量低于10−6，且在0~10−4范围内争取较高的检测精度。

从场景需求来看，组分的检测要求与其相对应的故障模型、分解特性也密切相关。以H2S组分为例，H2S组分的出现常表征高能放电[2]、高温过热[20]或涉及环氧树脂固体绝缘介质放电等较严重的绝缘故障。但由于上述H2S气体组分化学性质活泼，且高压绝缘设备中的吸附剂对其具有较强的吸附作用，该组分浓度分布往往较低，而且难以在设备内部长期稳定存在[21]。因此，其检测手段不仅应具备较低的检测下限和较高的精度，一定程度上还要求实时在线，以在突发严重绝缘故障的情况下起到及时有效的告警作用。

根据所收集的实验数据，图 2所示的含碳组分中，C2F6、CS2两种组分可能具有较高浓度分布，因此对其进行检测可选择较大量程；而组分CO2、CF4、CO、C3F8有较大可能分布于体积分数0~ 3×10−5的低浓度范围内，尤其是CO2、CF4组分在接近于0的浓度区域分布较为密集，因此其检测要求较低检测下限和较高检测精度。

由于SF6气体本身不含碳源，分解产物中含碳组分的存在可能标志着固体绝缘材料参与反应。例如，C2F6和CS2的生成量很可能和设备内部绝缘件沿面放电或盆式绝缘子异常发热等工况下环氧树脂绝缘材料的裂解有关[22]。其中CS2的产生通常过程与H2S有关，一般温度较高时才能被检测到[23]，因此从检测需求的角度来看，对该组分的检测可能需要实时在线；而放电涉及金属或有机固体绝缘材料时，可能伴随生成CO2和CF4等组分[2]，且其生成量对放电的能量和时长较为敏感。当发生突发性故障后，CO2和CF4组分含量变化较为明显，常作为设备内部发生绝缘子突发性沿面故障的判断依据，因此对CO2和CF4这两种组分的检测也可能有一定的实时在线需求。而CO含量在放电过程中通常变化较大，规律不够明显，作为绝缘子沿面放电缺陷的辅助判据，其检测精度与实时性要求可相对放低。

目前市面上针对CO、CO2、CS2、CF4等含碳组分的检测设备较多，主要包括基于非色散红外吸收光谱或电化学原理的传感器，其中CO、CO2相应的传感检测设备相对成熟，而对CF4气体的检测尚在探索阶段；对于传统传感器而言，含硫分解产物如SOF2、SO2F2、SO2以及H2S组分间的交叉敏感等问题仍然存在且较为棘手。近年来基于光学原理的检测方法种类较多且发展迅速，以下对光学检测手段进行分类综述。

2 光谱传感法

一般来说，光谱诊断法分为主动式和被动式测量[24]：被动式测量以发射光谱技术为代表，主要包括光致激发、电致激发或热致激发等形式。物质受激获得能量，又因高能级不稳定从激发态过渡到低能态，形成包含丰富的物种、温度、浓度等信息的发射光谱。目前发射光谱在SF6分解组分检测中的应用主要为紫外荧光光谱；主动式检测包括以吸收光谱、自发拉曼散射光谱等技术为代表的多种光学诊断技术。其中，自发拉曼散射光谱本质是利用待测物质与气体吸收波长对应光源的相互作用，推知待测气体温度和浓度等参数。由于气体的拉曼散射截面积要比它的吸收截面小多个数量级，因此采用该技术进行SF6气体分解产物检测较为困难，灵敏度难以达到工程实际的需求[25]。

相较而言，吸收光谱法在SF6分解产物检测方面应用更为广泛：除了在红外、紫外波段直接检测气体对应波长光学吸收的传统吸收光谱法外，学者和研究人员还结合多种技术提升检测效果，例如傅里叶变换红外光谱法、紫外差分光谱法等。此外，光声光谱、光子晶体光纤、光腔衰荡光谱等基于吸收光谱的检测手段也有所发展，此类方法通过衰荡时间、声学信号等变量间接反演待测物质浓度，可归纳为间接吸收光谱法。下文将分别对紫外荧光光谱、直接吸收光谱以及各类间接吸收光谱法进行介绍。

2.1 紫外荧光光谱法

发射光谱法通过对物质分子或原子一定条件下受激发射的特征光谱来获取目标气体组分、浓度等信息，包括分子和原子发射光谱分析法、荧光分析法、化学发光分析法等。目前针对SF6分解组分进行检测的发射光谱法仅见紫外荧光光谱相关报道，即通过探测气体分子受

激后返回基态所释放的荧光光谱信号实现气体定量检测[26]。文献[27]中研究者们搭建了适用于SF6及其主要分解产物的紫外荧光检测平台，通过配制不同浓度的SO2样气进行检测，反演得到0.1 MPa、25 ℃条件下190~230 nm波段内SO2的体积分数与其紫外激发的光子计数的线性关系为

y=898.29x−79.64y=898.29x−79.64 (1) 

式中：y表示谱图中荧光计数；x表示SO2的体积分数，数量级为10−6。此外，该文献提出低浓度情况下，气体分子的浓度与其荧光强度具备一定的线性关系，且与其他特征产物如SO2F2、SOF2不存在交叉干扰，实现了SO2组分1.11×10−6的检测下限。由此可见，通过荧光强度反演SF6气体分解组分浓度的方式具备一定可行性。但该方法目前检测对象主要为SO2，鲜见SF6其他分解组分检测的相关文献，有待进一步拓展研究。

2.2 直接吸收光谱法

直接吸收光谱法主要通过气体对特定波长激光的选择性吸收进行浓度检测，所用波段主要有紫外波段和近红外、中红外波段。目前直接吸收法以紫外差分光谱和傅里叶红外光谱为主。

2.2.1 傅里叶红外光谱法

红外吸收光谱法原理为气体组分对红外光的选择性吸收，依据红外光吸收量与气体浓度的线性关系[28]，可对多种SF6气体分解组分进行浓度定量检测。然而由于SF6与其部分分解产物吸收峰十分接近，直接红外光谱法常存在交叉干扰现象，且当分解组分浓度降低时，红外光吸收量的减小将加剧背景噪声干扰问题[29]。

为此，有些文献对干涉后的红外光进行傅里叶变换[30-33]，以提高光谱分辨率与信噪比。针对重要分解组分的红外谱图信息被SF6吸收峰淹没的问题，文献[31]提出二维相关光谱技术，对光谱进行宏观放大，进而拓展了红外检测适用的SF6分解组分种类。与传统红外光谱相比，傅里叶红外光谱法具有更高的信噪比、光通量和分辨率，且具备波长准确、重复性好、稳定性好以及宽波段测量等优点[34]。不过采用傅里叶红外吸收光谱法进行检测往往需要特别设计诸如长光程气室这样的部件，并特别研制定量计算算法，所以目前此法仍主要在实验室中应用[35]。

2.2.2 紫外差分光谱法

紫外吸收光谱法作为传统吸收光谱法的一种，通过定量分析不同气体分子对紫外光的吸收差异，即可实现多组分的混合检测。其测量原理基于朗伯−比尔定律[36]，计算式如下：

c=A(λ)σ(λ)lc=A(λ)σ(λ)l (2) 

式中：c表示吸光介质的浓度；A(λ)表示对应波长λ处的吸光度；σ(λ)为吸收截面；l为光程。紫外吸收光谱法检测速度较快，操作简便，能够对部分含硫分解组分进行检测。例如，文献[37]和文献[38]采用紫外吸收光谱对SF6分解气体三元混合组分SO2、CS2、H2S进行检测，其中文献[37]还引入了最小二乘拟合来降低H2S体积分数计算中由SO2和CS2组分干扰带来的影响。

不过紫外吸收光谱易受光谱散射和高频噪声干扰，从而影响检测灵敏度。为此文献[37-40]结合差分算法，引入小波提取和傅里叶变换等方法对原始吸收光谱进行体积分数反演，获得光谱数据与气体体积分数之间的关系。与传统紫外吸收光谱法相比，紫外差分光谱法能够降低散射、高频噪声等因素对原始紫外吸收光谱的干扰，检测系统抗干扰能力得以提升。

2.3 间接吸收光谱法

随着光谱技术的发展，光谱检测手段更加多元。通过间接变量反演待测物质浓度的各类手段得到了广泛关注，以下针对SF6分解组分检测方面的间接光谱应用进行简要评述。

2.3.1 光声光谱法光声

光谱法是一种将红外吸收光谱与光声效应相结合的方法[41]，若使周期性调制光照射待测气体，气体分子周期性吸收特定波长激光后温度与体积将发生周期性变化，向外辐射声信号。检测这种由光声效应激发的声信号强度即可反演气体的浓度[42]。和传统吸收光谱系统相比，光声光谱检测系统体积较小、检测速度快，具有良好的稳定性和较高的灵敏度，适用于部分SF6分解特征气体组分的在线检测[35]。例如文献[43]搭建了光声光谱试验平台，通过吸收峰的选择来避免组分间交叉干扰，实现了SF6分解组分H2S和CO的定量检测。其中H2S组分(体积分数)的检测下限达到了1.75×10−6，而CO组分检测下限为9.88×10−6。

近年来，不乏文献采用各类优化技术进一步提升光声光谱检测效果[44-48]，例如文献[44]引入掺铒光纤放大激光源和定制石英音叉研制出石英增强型光声光谱用于H2S组分的检测以提高检测灵敏度；文献[45]采用新型硅微悬臂梁传声器与分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)搭建出悬臂梁增强型光声光谱检测系统，实现了N2气体中痕量H2S组分0.84×10−6的检测下限。文献[47-48]则搭建光声检测平台对H2S组分进行检测，并采用快速傅里叶变换对光声二次谐波信号进行频谱分析，去除残余噪声，以进一步降低检测下限。尽管目前光声光谱法已能有效检测CO、H2S等SF6分解组分，但现场应用中，检测精度仍易受外界环境噪声干扰[38, 40]

 图 3 光子晶体光纤结构示意图[49]Fig. 3 Structure of photonic crystal fiber

基于光子晶体光纤的传感器具有分辨率高、易复用、体积小、重量轻、抗电磁干扰等优势[52]，但因该类光纤纤芯加工的工艺较为复杂[35]，其制备和应用还有待进一步研究与推广。目前仅见少量文献通过光子晶体光纤传感对SF6分解组分H2S组分进行检测，如文献[53]将光子晶体光纤与新兴石墨烯材料结合，研制出石墨烯涂层光子晶体光纤，文献[54]则在石墨烯薄膜的表面进一步沉积纳米铜形成复合敏感薄膜，研制H2S气体传感器，并实现了3.85×10−6的检测下限。不过目前该传感器的响应时间和恢复时间较长，分别为92 s和119 s左右。总体来说，光子晶体光纤传感法对SF6分解组分检测种类仍非常有限，且制备工艺和响应特性也有待发展，仍未在商业应用中得以普及。

2.3.3 光腔衰荡光谱法

光腔衰荡光谱法(cavity ring-down spectroscopy, CRDS)根据光学谐振腔内待测气体组分对特定波长激光的相对吸收来反演浓度。相较于其他吸收光谱法，CRDS因测量相对吸收减少了光源波动对检测结果的影响，并以超长有效光程提高灵敏度，具有免实时校准、选择性好、检测速度快等优势，尤其适用于痕量气体的在线检测。其检测原理见图 4。

 图 4 典型CRDS技术原理图[55]Fig. 4 The typical structure of CRDS

图中稳定的光学谐振腔可由两面相对的高反射率(反射率R≥0.9999)反射镜构成，入射激光和谐振腔形成模式共振时，腔内光强因相长干涉迅速增强。当出射激光功率达到设定阈值时切断光源，光在反射镜间成千上万次反射并以负指数规律衰减[55]，有效光程可达几十公里。

当衰荡腔内没有吸收介质时，激光衰减主要来自腔内镜面的透射和散射，记空腔衰荡时间为τ0。当存在吸光介质时，探测器探测到的透射光随之加速衰减，衰荡时间τ进一步减小，据此可反演得待测物质浓度，如式(3)所示。

N=1cσ(1−1τ)N=1cσ(1τ0−1τ) (3) 

式中：N为分子数密度；c为光速；σ为待测气体吸收截面。

CRDS技术作为一种适用于苛刻现场的通用气体检测手段，可视为近年来痕量气体分析仪器技术发展突破的标志之一[55]。该技术起源于Fabry-Perot干涉仪[56]，早期用于测量原子的光学特性和反射镜的反射率。1974年，学者Kastler证明了腔透射光脉冲轮廓呈指数形式衰减[57]，1988年学者Anthony O'Keefe和David A.G. Deacon使用脉冲激光器首次进行了气体吸收光谱测量，正式提出了CRDS概念并应用于极弱吸收体系光谱研究[58]，其后研究者们针对CRDS在各领域的应用进行了多方面的改进与尝试。以CRDS技术所用光源为例，1988年学者O'Keefe和Deacon提出用脉冲光源替代连续光源以简化快速关断部分所需实验装置，但脉冲激光的展宽可能导致光腔的多个纵模被同时激发，进而降低频率分辨率且增大检测难度，因此在1997年，研究者们如Romanin、Hippler等又将光源替换为连续激光以减小线宽[5960]，提高频率分辨率，实现气体浓度的灵敏检测。除此之外，CRDS技术在谐振腔结构、调谐锁频方式、信号采集与处理方式等方面也得到了一定的发展。

目前CRDS技术已在大气环境监测、人体呼气检测、海洋溶解气体探测等痕量气体分析领域得到广泛应用[61]，而在SF6气体分解组分检测方面的发展仍处于起步阶段，主要涉及SF6纯度、N2中微水以及SF6中H2S组分含量的检测[62-65]。例如作者团队针对电力行业开发SF6中痕量H2S的CRDS检测装置，实现了常温常压下SF6以及SF6/N2混合绝缘气中H2S组分的体积分数(10−6级)检测[64]。不过CRDS技术目前仍存在调腔技术难度较高等问题，且仅适用于10−6级痕量气体检测，对于高浓度气体可能由于大量吸收而无法形成衰荡事件。

总体来说，CRDS对于痕量组分的在线检测具有较大潜力，未来若能结合多传感技术，有望实现SF6分解产物多组分的高精度在线检测，并形成高压电气设备绝缘诊断及有效预警系统。

2.4 光学检测技术对比表

 1则对上述光学检测手段进行归纳总结。以紫外差分光谱、傅里叶红外光谱为主的直接吸收法和以光生光谱法为例的间接吸收法，需引入降噪算法降噪处理；光子晶体光纤传感法检测种类和响应时间受限；光腔衰荡光谱法适用于低浓度下检测。

 表 1 SF6分解产物的光学检测技术对比Table 1 Comparison of optical detection techniques for SF6 decomposition products

3 环保型绝缘气体

分解组分光学检测由于SF6气体存在全球变暖潜能值较高的问题，近年来，为减少其使用，国内外研究者提出了各种SF6替代方案，包括自然气体如干燥空气、CO2、N2、SF6混合气体如SF6/N2、SF6/CF4，以及各类环保型绝缘气体等[3]。

其中，N2、CO2等自然气体的绝缘性能远不如SF6气体，且对电气设备的容器、耐压强度等设计要求较高，因此CO2、N2更常作为环保型绝缘气体的缓冲气体与之进行混合。而SF6混合气体类替代方案主要为SF6和N2、CO2、CF4和空气等的混合物，且缓冲气体对SF6分解产物的生成具有一定抑制或促进作用[3]，其产物可能包括SOF2、SO2F2、SOF4、S2F10、SO2、S2OF10、S2O2F10、S2O3F10等含硫组分以及CF4、COF2、CO、C2F6、C3F8等含碳组分，除此之外，若以N2或空气作为缓冲气体，分解产物还可能含有NO、N2O、NF3、SF5N2F等含氮化合物。

根据文献[3]的归纳，环保型绝缘气体主要包括全氟化碳类(c-C4F8、C2F6、C3F8、C4F10)、碘代碳类(CF3I等)、氟化腈类(C4F7N及其与CO2、N2的混合气体)、氟化酮类(C5F10O、C6F12O)等。环保型绝缘气体常见分解产物主要有CF4、C2F4、C2F6等小分子氟碳类气体，腈类气体，以及HF、CO等[66]。以环保绝缘气体全氟异丁腈C4F7N为例，C4F7N及其混合气体具有优良的环保和绝缘性能，被看作极具潜力的SF6替代气体[67]。文献[68-70]首先通过工频击穿系列放电实验对混合气体C4F7N/CO2/O2的进行分析，得到CF4、CO、C2F6等相对含量较高的放电分解产物组分以及其他碳氟类组分，如C3F8、CF3CN、C2F5CN、C3F6、COF2、C2N2等。根据该文献的研究，缓冲气体O2体积分数的变化将对部分组分的生成量造成影响。其后文献[67]总结了C4F7N混合气体绝缘和灭弧特性的研究进展以及该气体的电、热分解机理和特性；另有文献[71]从理论分析层面对C4F7N/N2混合气体进行了放电分解体系的研究。

尽管近年来陆续有文献对环保型绝缘气体分解组分进行理论或实验的分析[72-74]，但其浓度分布以及与故障类型、严重程度的对应模型发展仍有待进一步的研究和完善。

总的来说，目前SF6替代气体分解特性研究尚在起步阶段[3]，SF6替代气体各类分解产物中很大一部分含碳、含硫产物和SF6分解组分种类一致，且组分种类和浓度分布受故障模型以及缓冲气体的影响。尽管目前环保型SF6替代气体分解产物的浓度数据尚不够充分，对应故障模型的研究亦不如SF6成熟，但SF6替代气体分解组分检测手段与研究方法和SF6分解组分存在共通之处，因此未来可借鉴SF6分解组分的检测进行进一步的研究。

4 结论

SF6及其替代气体分解组分的检测是评估高压电气设备绝缘状态的重要手段。本文首先以SF6分解组分为例进行文献调研，总结不同绝缘故障下SF6及其替代气体特征分解组分的浓度分布作为参考，并据此为组分检测提出相关参考和建议；综述了基于光学原理的各类分解产物检测手段，并在各类SF6替代气体分解产物检测中将其进行拓展和推广。所得结论如下：

1）SF6分解产物气体组分主要包括CO、CO2、CF4、C2F6、SOF2、SO2F2、SO2、H2S、CS2等。其中，对SOF2、SO2检测应兼顾较大量程、较高检测精度和较低检测下限；对SO2F2、H2S、CS2、S2F10应尽可能低检测下限，且检测精度要求较高；对C2F6、CS2检测应选择较大量程；对CO2、CF4、CO、C3F8应较低检测下限和较高检测精度。

2）基于光学原理的各类SF6气体分解产物检测方法可归纳为发射光谱法以及直接、间接吸收光谱法。光学检测法往往能够兼顾速度和检测精度较高，实现体积分数10−6级检测。因此，在SF6气体分解组分的高精度在线检测方面，基于光学原理的检测方法具备一定发展潜力。

3）光谱法中吸收光谱的使用较为广泛，其中直接吸收光谱法需通过降噪算法减小吸收检测时的噪声干扰。间接光谱法如光声光谱法灵敏度高、稳定性好，但是现场检测易受环境噪声干扰；光子晶体光纤体积小、易复用，抗干扰能力强，但制备工艺复杂；光腔衰荡光谱法不易受光源波动影响，适用于极低浓度痕量分解组分的在线检测，但仍存在调腔技术难度大等问题。

综合来看，上述光学检测方法仍未能实现SF6及其替代气体分解产物气体产物的全组分检测，为对气体绝缘高压电气设备绝缘状态进行实时在线监测，未来或可考虑按照不同检测场景和需求形成光学检测为主、非光学检测为辅的在线集成系统。