分析GIS 设备中SF6 气体泄漏检测

摘要：GIS设备以其高可靠性、低占地面积、长检修周期、低损耗以及低噪音等优点在电力系统中得到广泛的应用。但GIS设备结构复杂，而且对设备的制造、安装等工艺要求极高，在长期使用的过程中，由于操作不当、设备老化等原因容易诱发SF6气体泄漏的问题，当发生SF6气体泄露问题后，会产生严重的事故，因此，在检修难度和时间上都要耗费一定精力。本文主要是分析和研究SF6气体泄露原因，并提出预防控制措施，希望能够给有关人员提供一定的参考价值。

关键词：GIS设备;SF6;气体泄漏;检测

1分析GIS设备气体泄露原因和危害性

1.1分析GIS设备气体泄露原因

第一，设计施工的问题，在实施现场安装的时候，施工人员没有根据相关要求做好尺寸对接工作，使设备受力大于设计能力，再加上波纹管数量不足，极易使GIS设备调整距离不足。第二，制造安装存在的问题，由于厂家生产设计或现场安装不符合流程标准，导致有裂纹、砂眼等的存在;设备密封圈设计不符合尺寸;防水未达到国家相关标准;拆修后密封安装处理未达标准。第三，自然原因，例如密封胶/件老化、O型圈进水受潮，再加上热胀冷缩影响，都会使设备产生变形。另外，GIS设备在运行期间所产生的振动问题也会损伤设备。

1.2分析GIS设备气体泄露危害性

在GIS设备中SF6气体泄露会产生以下几个问题：第一，当GIS设备发生异常发热、局部放电等现象的时候，会使SF6分解为低氟化物及游离态氟，当环境中为纯净SF6时，这些分解物将随着温度的降低迅速复合还原为SF6，但是由于GIS设备还包含微量空气、水、油等成分，使分解物转变为SO₂、SOF₂、H₂S、HF、SO₂F₂、SOF₄以及S₂F₁₀等强酸性稳定气体，这些气体会腐蚀设备中金属部件及密封绝缘材料，从而使GIS设备的绝缘能力下降，影响其使用寿命。GIS设备中所产生毒气也会对运行检修人员的身体健康造成影响。第二，GIS设备中绝缘和灭弧介质与SF6气体性能和压力有关。按照相关的研究显示，压力为0.3MPa的時候，绝缘性能会与传统绝缘油污相同，所以GIS设备气体泄漏会使电力性能降低。第三，按照相关标准协议能够看出，SF6气体温室效应大约为CO₂的数万倍，气体泄漏会极大影响大气环境。第四，为了确保GIS设备运行的稳定性和可靠性，在发生SF6气体泄漏时，要及时补充气体，补充气体中带有水分，能够进一步增加GIS设备含水量，缩短设备运行效果。由于SF6气体价格比较昂贵，如果多次补充SF6气体将会增加电力系统运行成本。

2分析GIS设备气体泄露检测方法

2.1传统检测方法分析

传统定性检测方法主要包括皂水法和包扎法。皂水法是指对所有部位逐个涂抹皂水观察漏气情况，该方法直观有效且成本低，但是工作量大、无法测算具体泄漏速度且仅适用于小型设备中。包扎法是指将可疑漏气部位用轻薄材料包扎，受气体泄漏影响，泄漏点附近包扎物会鼓起，据此可以大致确定泄漏位置及泄漏量，但是该方法确定具体位置需多次对比，而且受现场风速以及操作人员经验影响较大。另外，这两种方法均需要测试人员接近GIS设备，因此不能做到运行中检测，待测设备均需停机，对经济运行造成一定影响。其次，GIS设备运行期间也产生了一系列改进检测方法，例如可以应用检测精度包扎法进行检测，此种方法主要是指使用轻薄材料包扎泄露位置，之后使用便携气体检测仪进行检测，等到气体沉淀之后需要对泄露位置再次进行包扎。在检测到SF6气体之后，GIS设备按照不同气体浓度发出警告，显著提升包扎法检测精度。

2.2红外成像法

红外成像法是指利用红外光穿透气体后，气体会吸收频率谱线光。SF6气体吸收光谱集中在10.6μm。基于此，通过滤波器能够确保显示窄播带，此时就会形成画面。红外检测仪联合成像技术能够对泄露点进行快速检测，并且通过图像化方式显示出来。设备中若不存在SF6气体泄露情况，图像无显著变化;如果发生SF6气体泄露，SF6能够吸收频率红外光，并且在泄露位置产生烟雾阴影，且随着浓度变化阴影清晰度也会发生改变，这时可通过阴影走势和清晰度判断泄露情况。红外检漏仪原理如图1所示。

应用红外成像法进行检测的设备价格较为昂贵，但是红外成像法可对泄漏点进行实时监控，并实现远程监控，设备无需停机，避免对经济运行造成影响。另外，由于大气中含有多种光，对检测会造成一定影响，干扰SF6泄漏检测的结果。因此，检测设备对其精度具有较高要求，要能够区分空气中不同光之间的细微差别。尽管红外成像法仍存在一定缺陷，但已是较为先进的检测方法，且检测技术成熟，目前已经广泛应用于各配电场所。

2.3激光检漏法

SF6气体泄露激光检测仪主要是从激光发射器中发射激光到检测区域，激光摄像机能够获取反向激光成像，如果GIS设备不存在泄露问题，其成像比较接近于太阳成像;如果GIS设备存在气体泄露，部分激光会被吸收，所获取的图像与无泄露图像不同。SF6气体泄露越严重，图像差异性越大。激光检测法能够在视频中显示出SF6气体，是检测人员更加直观的看到泄露位置与气体泄露发展趋势。激光泄露检测原理如图2所示。

激光检漏法能够实现远程检测，并能在成像仪上展示出SF6气体，这样能及时发现SF6气体泄露。相比于传统检漏方法来说，激光检漏技术能确保检测结果的准确性和可靠性，并在检测期间不需要对GIS设备进行停机操作，全面确保电力系统运行稳定性。

3结语

本文针对GIS设备SF6气体泄漏进行分析，总结SF6泄漏原因及危害，阐述当前主要使用的SF6气体泄漏检测方法，能够有效解决GIS设备SF6气体泄露问题，以维护我国电力系统的稳定运行。

参考文献

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作者简介：康锴（1971.5-），男，宁夏固原人，单位：国网固原供电公司检修分公司。