红外检漏技术在SF6气体绝缘设备中的应用研究

向霞　左鹏

摘 要：目前，电网中常用的SF6气体检漏设备不能对漏点位置准确定位，然而新型红外检漏仪可准确判定设备漏气部位。利用红外吸收光谱技术对SF6气体绝缘设备进行红外检漏，文章根据现场检测实例验证红外检漏仪对漏气点定位的可行性和准确性。

关键词：红外检漏；SF6设备；定位

中图分类号：TN219；TM507 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0046-02

随着电网的发展，SF6气体绝缘设备在变电站中应用也越来越多。SF6气体具有较好的化学稳定性能，具有良好的绝缘性能和灭弧能力，是一种理想的绝缘介质。所以，在国内外电气设备中逐步替代了常规的绝缘油材料。由于SF6的稳定性极强，其温室效应高于CO2对环境造成的严重影响。因此，不论从经济或环境角度上考虑，SF6气体的泄露及排放都应严格控制。同时，设备内部SF6气体压力减少后，会导致设备绝缘下降，灭弧能力变差，如不及时处理将会引起不必要的损失，造成严重的事故后果。

常规检测方法只能发现SF6气体绝缘设备漏气，气体压力下降，无法准确定位漏气点，仅采取对设备补气的补救方法。如何准确检测出漏气点，从根本上解决设备漏气故障，需要引进新的检测技术。本文主要研究SF6气体绝缘设备检漏方法，以及对漏气点的准确定位从而消除故障，运用新设备检测实例来验证红外检漏仪的可行性和准确性。

1 常规的检漏方法

①肥皂水检漏。将肥皂水涂抹在可能泄漏的地方，看是否有气泡产生，若有气泡产生，则确定有漏气。此方法的缺点是工作量大，每个地方都需要进行检测；且除GIS可带电进行检测外，其他设备均必须停电才能完成检测。

②包扎法。将可能泄漏的地方用塑料袋包起来，等待一段时间后将检漏仪探头深入其中，可判断设备包扎部位是否有漏气的情况。此方法的缺点是不能对漏气点进行准确的定位，工作盲目性较大；对敞开式设备检测需要在停电时才可进行。电压等级高的设备，操作不方便，需借助高空作业车等辅助设备。此方法适用于诊断性检测。

③便携式检漏仪，俗称电鼻子。将检漏仪的探头对SF6气体绝缘设备周边空气进行扫描，若空气中含有SF6气体，则会发出报警声，SF6气体浓度越大则报警声越强烈。由于空气流动方向及SF6气体泄漏量的大小具有不确定性，检漏仪发现的部位不能准确定位出泄漏点。其缺点即只能检测到漏气的大概位置，不能对漏气点进行准确定位。

2 红外检漏仪的检测原理

当一束具有连续波长的红外光通过物质时，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量，原来的基态振（转）动能级跃迁到能量较高的振（转）动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收，形成特定的红外吸收光谱。SF6气体绝缘设备红外检漏技术就是基于上述原理产生的。

在没有SF6泄漏的情况下，红外检漏仪内的图像与普通摄像机产生的图像相同，当有泄漏气体出现在红外检漏仪拍摄区域内时，红外光由于经过SF6气体的吸收而使泄漏气体出现区域的视频图像产生对比变化，形成烟雾状阴影。气体浓度越高，烟雾状阴影越明显。在这种方式下，即可通过图像中的阴影来确定其泄漏点和散发方向，从而使检测人员站在地面即能快速、准确定位SF6泄漏点。

SF6气体红外吸收光谱如图1所示，SF6气体的红外吸收光谱集中在长波段，约为10.6 ？滋m，如果在检测仪器的焦平面阵列探测器或传感器上安装一个适合分析SF6气体吸收波长的窄带滤光片，如10～11 ？滋m，就能有效地检测到泄漏的SF6气体。

红外检漏法相比与其他检漏方法的优势在于：

①检测时间短。利用红外检漏仪在现场进行测试时，可以在几分钟内对一组设备或GIS的一个气室进行全面扫描。

②灵活性强。红外检漏可以在不停电的情况下对设备或气室进行检测，并且红外检漏仪体积较小，重量较轻，可以方便地携带和使用，随时可以对问题设备或气室进行检测。

③定位准确。在对漏气的设备或气室进行红外检漏时，可以在仪器的目镜中清晰地看到SF6气体从设备或气室的漏气点释出，能够准确地判断出漏气位置。

3 现场检测案例

3.1 孝感某220 kV变电站35 kVHGIS开关SF6红外检漏

2013年7月24日，某变电站运行值班人员例行巡视时，发现35 kV HGIS汈31开关气体压力表指示下降，值班人员初步判断该气室有SF6气体泄漏导致压力下降。

随后，检修人员到现场用便携式检漏仪对其进行了检测，检漏仪在检测过程中发出报警，确定该开关确实有漏气现象。由于开关本体较大且有风，无法确定漏气点的具体位置。随后，检修人员采用了红外检漏测试仪对该开关进行了全面扫描检测，通过扫描整在镜头内清晰看到有烟云状气团从瓷瓶的上法兰附近不断释出。汈31开关漏气点，如图2所示，图2中显示的部位为气体的漏气点（圈出的位置为漏气点），汈31开关泄漏气体，如图3所示，图3圈出的部分烟雾缭绕即为外泄的SF6气体。

根据检测的漏点位置及大概漏气量，工作人员展开故障排除工作。同时，联系厂家人员联合制定对该设备漏气故障制定相应维修方案。经过对该开关本体仔细检查发现，漏气点与红外检漏仪检测的部位完全一致，在瓷瓶上法兰与磁柱的浇筑部位有砂眼，验证了红外检漏仪的精确定位。

3.2 汉川某110 kV变电站110 kV SF6开关红外检漏

2013年10月25日，变电站运行值班人员例行巡视时，发现#1主变110 kV侧江01开关SF6气体压力表指示下降，值班人员初步判断该开关有SF6气体泄漏情况。同样，检修人员采用了红外检漏测试仪对江01开关机构箱、气体管道及三相本体进行仔细扫描。检测结果显示江01开关C相本体顶部有明显的漏气现象，初步判断漏气点位于上法兰与盖板之间有漏气点，漏气点位置如图4所示，设备漏气时的状况如图5所示。

联系厂家人员，经检查发现漏气点的确在瓷瓶上法兰与盖板之间，漏气原因为法兰与盖板间的密封垫破损所致，解决方案是卸下顶部盖板起吊开关静触头更换密封垫。

4 结 语

通过对现场漏气设备检测运用发现，红外检漏仪能够便捷测试，准确定位SF6气体泄漏点，且可在设备不停电的情况下进行测试，携带方便无需辅助设施提高工作效率，增加设备检测周期，从而很好的验证了红外检漏在现场运用的可行性和准确性，红外检测技术的引进对SF6气体绝缘设备的安全运行有着重大的意义，在电力系统有着宽广的应用前景。

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