SF6红外检漏在电力设备状态评估中的应用

张 迪，董理科，王天正

（1.中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

SF6红外检漏在电力设备状态评估中的应用

张 迪1，董理科2，王天正2

（1.中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

针对SF6气体泄漏对电力设备造成的影响和危害，分析了SF6气体检漏的技术背景和开展现状，重点对SF6红外检漏的工作原理、方法分类及技术优势进行了阐述，并通过分析红外检漏在现场断路器、电流互感器和组合电器带电检测和设备状态评估中的实际案例，指出红外检漏与传统方法相比，具有检测灵敏度高、定位快速准确、无需安排停电等优点，非常适合在设备运维检修中进一步推广应用。

SF6；红外检漏；电力设备；状态评估

0 引言

SF6在常态下是一种无色、无味、无毒的不可燃的惰性气体，具有良好的电气绝缘、灭弧和冷却散热性能，因而被广泛用于电力系统中。目前，使用SF6的电气设备主要有断路器、组合电器、变压器、电缆和电流互感器等。气体泄漏是SF6电气设备的常见故障，因而如何快速、准确、有效地找到泄漏点对于设备状态评估和故障处理就尤为重要。

SF6气体检漏方法可分为定性检漏和定量检漏两大类[1]。定性检漏是对设备密封面、连接处及其他易漏部位直接进行检测，查出泄漏点，包括抽真空法、压力下降法、定性检漏仪探测法、分割定位法、发泡液检漏法等。定量检漏则采用挂瓶法、扣罩法、局部包扎法、压力折算法等求出气体泄漏量，再计算出设备的年漏气率。

由于电力设备状态检修工作的不断推进和整个社会对供电可靠性要求的提高，更多的带电检测手段被用于SF6气体检漏，包括紫外电离法、电子捕获法、超声波法和高频振荡无极电离法等技术；而红外检漏以其非接触、远距离、无辐射、便携、无需停电等优点，在电力系统中得到广泛应用[2]。

1 SF6红外检漏

红外光谱是由多种位于红外频段的单色光组成的。每种气体都能吸收一定频率的红外光所携带的能量，该频率即为对应气体的特征吸收频率。SF6气体在以波长10.56 μm为中心的频带吸收和辐射能力都非常强，这是开展电力设备红外检漏的理论基础。

SF6红外检漏包括红外吸收检漏和红外辐射检漏两种类型。

红外吸收检漏技术是采用红外激光源向电力设备发射长波红外线，而红外线大多被SF6气体吸收，导致反射到检测仪器上的红外线能量大幅衰减，在图谱上以黑色烟雾状气体团的形式呈现，从而确定泄漏点的位置。

红外辐射检漏技术则是基于SF6气体和空气的红外辐射特性不同直接形成层次清晰、结果直观的红外图像，不需要任何特定的背景；采用高灵敏度量子阱探测技术进行被动式红外成像，不会伤害到检测人员；可以在不停电状态下对现场30 m以内的所有SF6电力设备进行检测，对于组合电器、开关柜等部件种类繁多、结构较为复杂的设备，也可有效发现狭小空间内的泄漏点；可以形成实时、连续的红外图像，以视频的形式输出后存储在录像机等存储介质上，并在任何标准的显示器上进行显示，方便后续的设备状态评估和检测报告编写；还能实现对泄漏设备停电处理后的现场复测，避免二次停电。

2 红外检测实例

以山西电网的3个变电站为例进行红外检漏分析。

2.1 断路器SF6泄漏

2012年5月，在对某110 kV变电站充气设备开展红外检漏时，发现2号主变35 kV侧402断路器的灭弧室下部与支柱瓷瓶的连接处有漏气点，随后对该断路器进行了更换，复测及电气试验结果显示设备一切正常。

2.2 电流互感器绝缘盆SF6泄漏

2012年6月，某220 kV变电站母线电流互感器绝缘盆发出漏气报警，在随后进行红外检漏的过程中发现该气室二次端子接线柱与法兰连接处有漏气。停电后对漏点进行针对性封堵，复测结果正常。

2.3 接地刀闸绝缘盆SF6泄漏

2016年3月，某220 kV变电站组合电器的279南接地刀闸气室绝缘盆发出漏气报警，然后对漏气绝缘盆紧固螺栓与法兰连接处进行打胶处理，处理后经红外检漏发现还有轻微漏气。更换绝缘盆后不再漏气。

3 结论

电力生产实践证明，以红外吸收检漏和红外辐射检漏为代表的SF6红外检漏技术不仅能对充气设备的密封情况进行检查，而且能快速、准确查找出气体泄漏位置，具有传统检漏技术无法比拟的优点，对于运维人员及时掌握缺陷情况、科学评估设备状态、合理制定检修策略、确保设备安全运行具有重要的参考价值。随着进一步的经验积累和推广应用，该方法必将为电力设备运维检修提供更加强大的技术支持。

[1] 高树国，郑爱全，耿江海，等.应用激光成像技术检测SF6电气设备气体泄漏 [J].高压电器，2010(3):103-105.

[2] 胡连清，刘卫东，李哲文，等.SF6气体红外成像检漏仪与定量检漏仪现场使用经验探讨 [J].高压电器，2014(10):126-130.

Application of Infrared SF6Leakage Detection in Power Equipment State Evaluation

ZHANG Di1,DONG Like2,WANG Tianzheng2
（1.Shanxi Electric Power Exploration&Design Institute of China Energy Engineering Group Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030001,China;2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute,Taiyuan,Shanxi030001,China）

According to the influence and harm of SF6gas leakage on power equipment,the technical background and current situation of SF6gas leakage detection are analyzed.The working principle,method classification and technical advantages of infrared SF6leakage detection are discussed.It is pointed out that compared with the traditional method,the infrared leakage detection has the advantages of high sensitivity,fast positioning accuracy and no need to arrange power failure,which is very suitable for the detection of circuit breaker,current transformer,live detection of composite apparatus and equipment state evaluation,and is worthy of further application in equipment maintenance.

SF6;infrared leakage detection;power equipment;state evaluation

TM507

B

1671-0320（2017）06-0013-02

2017-05-22，

2017-10-19

张 迪（1988），女，山西万荣人，2013年毕业于华北电力大学电子与通信工程专业，工程师，从事电力工程设计和设备故障诊断工作；

董理科（1984），男，山西万荣人，2011年毕业于燕山大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事高电压试验及输变电设备状态检修工作；

王天正（1965），男，山西大同人，1987年毕业于太原工业大学电机专业，教授级高级工程师，从事高电压试验及科研管理工作。