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探究GIS设备中SF6气体泄漏检测

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童鑫杨玉青尹阳和李方舟卢志鹏

摘要：由于操作不当和设备老化等原因易诱发SF6气体泄漏。由于GIS设备均处于全封闭状态，且其内部结构紧凑、工艺复杂，所以一旦发生SF6气体泄漏将会造成较大事故，其修复难度及修复时间亦大于其他充气设备，会对GIS设备及电力系统安全运行造成破坏性影响。本文就GIS设备SF6气体泄漏原因、危害、检测及预防措施进行分析，可供参考。

关键词：GIS设备;SF6气体泄漏;检测

1分析GIS设备气体泄漏原因及危害

1.1GIS设备气体泄漏原因

GIS设备具有多个接口，工艺技术比较复杂，因此相比于其他SF6重启设备来说，在确定漏气原因方面具有更高难度。本文将SF6气体泄露原因总结为以下几个方面。

（1）设计施工缺陷：现场安装时，施工人员由于未按照要求对接尺寸导致设备局部受力超出设计能力;波纹管不足、母线仓过长导致GIS设备缺乏足够调整距离;设备平衡设计不合理导致移动中发生尺寸偏移。

（2）制造安装缺陷：生产厂家在生产盆式绝缘子、法兰件和铸件时没有按照标准流程执行，这样就会使上述设备构件出现砂眼或裂纹等问题，导致设备密封圈尺寸设计不合理，再加上防水不标准，极易导致SF6气体泄露。

（3）自然环境缺陷：“O”型圈进水受潮;密封胶、密封件老化导致漏气;热胀冷缩导致设备变形;GIS设备运行中振动导致设备受损。

1.2GIS设备气体泄漏危害

SF6气体在常温条件下无色无味，具有较高的分解温度和绝缘性能，属于优良电绝缘介质。在GIS设备中SF6气体泄露会产生以下问题。

（1）当GIS设备发生异常发热、局部放电（PD）等现象时，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。

（2）GIS设备中绝缘和灭弧介质与SF6气体性能和压力有关。按照相关研究显示，压力为0.3MPa时，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。

（3）SF6气体的温室效应约为CO2的23900倍，其泄漏会对大气环境造成严重影响。

（4）目前针对GIS设备漏气现象，为保证GIS设备的正常运行，当漏气发生时，需及时补充SF6气体，而充入的SF6气体又带有微量水，使GIS中水含量进一步增加，降低设备使用寿命。

（5）SF6价格偏高，且SF6设备在电力系统中应用广泛，如频繁补充，不利于电力系统的经济运行。

2分析GIS设备中气体泄漏检测方法

2.1传统检测方法

传统检测方法包括包扎检测法和皂水检测法，其中包扎法是使用轻薄材料将漏气部位包扎起来，受气体泄露影响，包扎材料会鼓起，此时能够明确泄露位置和泄露量，然而该种方法需要多次比对确定，并且会受到操作人员经验和风速影响。皂水法主要是将可疑部位涂抹皂水，并对漏气情况进行观察分析，此种方法性价比高，但是在实际应用时工作量比较大，不能对具体泄露速度进行測算。以上方法均需要检测人员深入到GIS设备中，待测设备必须停机，避免检测受设备运行影响。另外，在现场运行中也出现一些改进方法，如检测精度包扎法，该方法是在较大可能出现漏气的位置用柔软且轻薄材料进行包扎，然后配合使用便携式气体检漏仪在GIS设备表面快速移动，待气体沉淀一段时间后，重点检测包扎部位。当检测到SF6气体时，高敏设备会根据不同气体浓度发出不同警告，检测精度包扎法有较大提高，但具体位置的确定仍然需要多次测试，并且受现场环境影响较大。

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。当设备中无SF6气体泄漏时，图像显示无明显变化。当气体泄漏产生时，由于SF6对特性频率红外光具有吸收作用，在气体泄漏部位形成烟雾状阴影。且其阴影清晰度可随泄漏浓度发生变化。通过判断阴影清晰度及阴影走势方向即可判断泄漏点及泄漏速度。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，但可以实现实时监控和远程监控泄露点，不需要停机处理。但大气中包含多种类型光，会影响红外成像法检测结果，还会对SF6气体泄露检测结果造成影响。所以利用该方法进行检测，对精度要求比较高，必须对不同光之间的差别细小差别进行区分。虽然红外检测法存在不足，但是在现有检测技术中还是比较先进的，所以在各配电场也得