GIS现场密封性试验基本方法及判定标准

王海洋，石治中，赵鹏飞，许思佳

（河南平高电气股份有限公司，河南平顶山，467001）

GIS现场密封性试验基本方法及判定标准

王海洋，石治中，赵鹏飞，许思佳

（河南平高电气股份有限公司，河南平顶山，467001）

GIS密封性试验通称为检漏试验，是GIS现场交接试验的最重要项目之一。本文以广泛应用的上海唐山仪表厂生产的LF-ID检漏仪为例，着重探讨GIS现场检漏方法及判断标准。

GIS；密封性试验；检漏试验；LF-ID检漏仪；现场交接试验

0　前言

GIS是靠SF6气体作为绝缘介质的，在开断短路电流时SF6气体更是担负着绝缘和灭弧的双重任务，所以良好的密封性能是其最基本要求。GIS具有占地面积小、开断容量大、电寿命长等优点，如果其密封性能也同样优良，它可以达到20年不检修。随着“坚强电网”理念的提出，用户对GIS免维护的要求越来越高，设备密封性越来越受到用户重视，密封性试验已是GIS现场交接试验最重要的项目之一。下面以上海唐山仪表厂生产的LF-ID检漏仪为例，介绍GIS现场检漏方法与判定基准。

1　LF-ID检漏仪介绍

上海唐山仪表厂生产的LF-ID检漏仪，是利用含SF6气体浓度差别，在一定能量的条件下电离程度的不同而工作的。当SF6气体保持在1.333Pa~0.01333Pa之间的真空状态下，由于气体非常稀薄，自由电子在电场下不断增加能量的路程增长了，外部只施加较小的能量就能使SF6气体电离，然后根据被测气体电离程度的强弱就可以测量出是否含SF6气体及其含量是多少。该检漏仪灵敏度高，具有定量校准曲线，方便进行定量计算。

每一台检漏仪都有其唯一的校准曲线，见图1。横坐标代表检漏仪探枪的读数，纵坐标代表SF6浓度。检漏时，检漏仪的读数没有单位，要换算成浓度值，就要查该检漏仪的SF6气体定量校准曲线。例如，检漏仪的读数为120，从曲线上对应纵坐标代表的浓度为1.1×10-5（体积比），即11ppm。

现在，我们介绍一下定量校准曲线的绘制方法。用检漏仪对配制（常用100ml的针筒配制标准气）的每一浓度（10-710-610-510-410-3）的标准SF6气体试验，每一浓度均有相应的读数，这些浓度和检漏仪读数在坐标纸上就构成了相应的坐标点，把这些点用平滑的曲线连起来，就制成该台检漏仪的SF6气体定量校准曲线。其中检漏仪的基数，为检漏仪在没有SF6气体空气清新的地方，仪器所显示的基础数值。从图1可以看到，该台检漏仪基数为30。

图1　定量校准曲线

现场检漏仪的工作环境一般比较差，通常会遇到运行一定时期之后基数变化的情况。基数是仪器各个可调部位调整在一定情况下所固有的数值，定量校准曲线表是在此基数基础上经过校准得来的，基数稳定才能保证曲线中的各项指标与检漏仪的实际检测性能相符。检漏仪的实际工况及各部件的工作性能发生了变化，从而引起基数的变化，这时原定量校准曲线表与检漏仪的实际检测性能已不再相符。基数变化越大，原校准曲线准确度越低。此时，需要对检漏仪重新校准。

LF-ID检漏仪使用方法见图2。

从图2可以看出，开始检漏前先用校准瓶试一下检漏仪，这是为验证仪器灵敏度，确保试验有效。验气瓶用大约500ml的干净塑料瓶制作，将瓶盖用大头针扎透，并插入针孔内，将瓶内充满SF6气体后，盖上瓶盖便制作完成，充一次SF6气体，可有效使用一个月左右。使用时，检漏仪在检漏状态，枪探头短时对准校准瓶的测试孔，检漏仪的声音、读数都有很大的变化。

2　现场检漏基本方法及判定标准

2.1现场定性检漏

GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》第49页14.0.4规定，采用灵敏度不低于1×10-6（体积比）的检漏仪对各气室密封部分、管道接头等处进行检测时，检漏仪不应报警。

定性检漏，也就是用检漏探枪查找漏点，GIS必须充以额定压力SF6气体，充气时间不少于24h，户外站应避免天气刮风时检漏，GIS周围环境的SF6气体的含量一般要求不大于检漏仪基数5个数。

定性检漏时，检漏探枪对准GIS的各个密封环节、焊缝、铸件等位置进行缓慢检测，探枪头距试品5mm左右，尽量避免接触试品。对重点部位，如现场对接密封面，应加强检查。根据检漏经验，探枪靠试品太近易吸入灰尘及杂物、与产品易磕碰，这样会加快检漏仪基数的漂移。检漏过程中，检漏仪读数增加大于40个数的焊缝、砂眼漏气部位，用肥皂水刷气泡可以检查出来，如果读数稍微增加，可以采用定量法进一步判断。

2.2现场包扎检漏

GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》第49页14.0.4规定，必要时要采用局部包扎法进行气体泄漏测量。以24h的漏气量换算，每个气室年漏气率不应大于1%。

DL/T596-1996 《电力设备预防性试验规程》第567页规定，对电压等级较高的断路器以及 GIS。因体积大可采用局部包扎法检漏，每个密封面包扎后历时5h，测得的SF6气体含量（体积比）不大于30×10-6。

按照DL/T596-1996标准，GIS密封面包扎5h后罩内的SF6含量，通过查定量校准曲线很容易得到，并能明确判断产品漏气量是否合格。下面针对GB50150-2006标准要求，主要介绍气室年漏气率的计算方法。

a）计算年漏气重量G，如下面公式1：

T—1年的小时，365天× 24h =8760h

V—试验容积，单位m3

K—SF6气体浓度变化，体积比

t—放置时间，单位h

b）计算年漏气率r，如下公式2：

G—年漏气重量，单位kg

M—该气室充入SF6气体重量，单位kg

计算年漏气率时一定要保证单位的一致性，否则结果会相差甚远，包扎容积一般通过估算得到，根据现场情况，可将容积估算偏大一些。气室充入SF6重量一般GIS厂家会提供，但我们补充一下波耳—查理定律，方便我们独自计算气室内SF6重量。

c） 波耳—查理定律

波耳—查理定律，简单的讲为温度保持一定，气体的体积与压力成反比，用公式表示为PV=常量。就气体的膨胀率来说，几乎所有的气体都是一定的，大约是1/273。如α=1/273，α =（V-V0）/（V0t），则V=V0（1+t/273），即一定质量的气体，如压力一定的话，温度每上升1deg，气体体积将增加0℃的体积的1/273。

波耳—查理定律中气体的体积与绝对温度成正比，与压力成反比，如公式3所示，我们并以例题形式介绍气室SF6充气重量的计算方法。

例题：在温度5℃时，1000l的容器中封入0.5 MPa（表压）的SF6气体，其重量是多少？

温度5℃时0.5MPa的SF6气体，根据波耳—查理定律20℃的压力为0.53MPa。

查表求得此时的密度是41.77 kg/m3（20℃），容积是1000l即1m3，SF6气体的重量是41.77×1=41.77kg。

3　总结

本文以上海唐山仪表厂生产的LF-ID检漏仪为例，介绍了GIS现场交接试验中，SF6定性检漏与定量检漏两种方法。该两种方法应在现场交接试验中结合使用，这样能更准确判断GIS漏气率是否符合要求。

Basic methods and criteria for the field tightness test of GIS

Wang Haiyang，Shi Zhizhong，Zhao Pengfei，Xu Sijia
（Henan Ping Gao electric Limited by Share Ltd， Pingdingshan，Henan，467001）

GIS sealing test known as the leak test， is one of the most important projects of the GIS field handover test.In this paper，using the Shanghai Tangshan instrument factory production of LF-ID detector as an example，discusses the GIS field leak detection method and judgment standard.

GIS； sealing test；leak test；LF-ID detector；field handover test

图2　LF-ID检漏仪使用方法