探究GIS設(shè)備中SF6氣體泄漏檢測

童鑫　楊玉青　尹陽和　李方舟　盧志鵬

摘要：由于操作不當和設(shè)備老化等原因易誘發(fā)SF6氣體泄漏。由于GIS設(shè)備均處于全封閉狀態(tài)，且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、工藝復(fù)雜，所以一旦發(fā)生SF6氣體泄漏將會造成較大事故，其修復(fù)難度及修復(fù)時間亦大于其他充氣設(shè)備，會對GIS設(shè)備及電力系統(tǒng)安全運行造成破壞性影響。本文就GIS設(shè)備SF6氣體泄漏原因、危害、檢測及預(yù)防措施進行分析，可供參考。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備;SF6氣體泄漏;檢測

1分析GIS設(shè)備氣體泄漏原因及危害

1.1GIS設(shè)備氣體泄漏原因

GIS設(shè)備具有多個接口，工藝技術(shù)比較復(fù)雜，因此相比于其他SF6重啟設(shè)備來說，在確定漏氣原因方面具有更高難度。本文將SF6氣體泄露原因總結(jié)為以下幾個方面。

（1）設(shè)計施工缺陷：現(xiàn)場安裝時，施工人員由于未按照要求對接尺寸導(dǎo)致設(shè)備局部受力超出設(shè)計能力;波紋管不足、母線倉過長導(dǎo)致GIS設(shè)備缺乏足夠調(diào)整距離;設(shè)備平衡設(shè)計不合理導(dǎo)致移動中發(fā)生尺寸偏移。

（2）制造安裝缺陷：生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)盆式絕緣子、法蘭件和鑄件時沒有按照標準流程執(zhí)行，這樣就會使上述設(shè)備構(gòu)件出現(xiàn)砂眼或裂紋等問題，導(dǎo)致設(shè)備密封圈尺寸設(shè)計不合理，再加上防水不標準，極易導(dǎo)致SF6氣體泄露。

（3）自然環(huán)境缺陷：“O”型圈進水受潮;密封膠、密封件老化導(dǎo)致漏氣;熱脹冷縮導(dǎo)致設(shè)備變形;GIS設(shè)備運行中振動導(dǎo)致設(shè)備受損。

1.2GIS設(shè)備氣體泄漏危害

SF6氣體在常溫條件下無色無味，具有較高的分解溫度和絕緣性能，屬于優(yōu)良電絕緣介質(zhì)。在GIS設(shè)備中SF6氣體泄露會產(chǎn)生以下問題。

（1）當GIS設(shè)備發(fā)生異常發(fā)熱、局部放電（PD）等現(xiàn)象時，會使SF6分解為低氟化物及游離態(tài)氟，當環(huán)境中為純凈SF6時，這些分解物將隨著溫度的降低迅速復(fù)合還原為SF6，但由于GIS設(shè)備還包含微量空氣、水、油等成分，使分解物轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2、SOF2、H2S等強酸性穩(wěn)定氣體，這些氣體會腐蝕設(shè)備中金屬部件及密封絕緣材料，從而使GIS設(shè)備的絕緣能力下降，影響其使用壽命。GIS設(shè)備中所產(chǎn)生毒氣也會對運行檢修人員的身體健康造成影響。

（2）GIS設(shè)備中絕緣和滅弧介質(zhì)與SF6氣體性能和壓力有關(guān)。按照相關(guān)研究顯示，壓力為0.3MPa時，絕緣性能會與傳統(tǒng)絕緣油污相同，所以GIS設(shè)備氣體泄漏會使電力性能降低。

（3）SF6氣體的溫室效應(yīng)約為CO2的23900倍，其泄漏會對大氣環(huán)境造成嚴重影響。

（4）目前針對GIS設(shè)備漏氣現(xiàn)象，為保證GIS設(shè)備的正常運行，當漏氣發(fā)生時，需及時補充SF6氣體，而充入的SF6氣體又帶有微量水，使GIS中水含量進一步增加，降低設(shè)備使用壽命。

（5）SF6價格偏高，且SF6設(shè)備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如頻繁補充，不利于電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。

2分析GIS設(shè)備中氣體泄漏檢測方法

2.1傳統(tǒng)檢測方法

傳統(tǒng)檢測方法包括包扎檢測法和皂水檢測法，其中包扎法是使用輕薄材料將漏氣部位包扎起來，受氣體泄露影響，包扎材料會鼓起，此時能夠明確泄露位置和泄露量，然而該種方法需要多次比對確定，并且會受到操作人員經(jīng)驗和風(fēng)速影響。皂水法主要是將可疑部位涂抹皂水，并對漏氣情況進行觀察分析，此種方法性價比高，但是在實際應(yīng)用時工作量比較大，不能對具體泄露速度進行測算。以上方法均需要檢測人員深入到GIS設(shè)備中，待測設(shè)備必須停機，避免檢測受設(shè)備運行影響。另外，在現(xiàn)場運行中也出現(xiàn)一些改進方法，如檢測精度包扎法，該方法是在較大可能出現(xiàn)漏氣的位置用柔軟且輕薄材料進行包扎，然后配合使用便攜式氣體檢漏儀在GIS設(shè)備表面快速移動，待氣體沉淀一段時間后，重點檢測包扎部位。當檢測到SF6氣體時，高敏設(shè)備會根據(jù)不同氣體濃度發(fā)出不同警告，檢測精度包扎法有較大提高，但具體位置的確定仍然需要多次測試，并且受現(xiàn)場環(huán)境影響較大。

2.2紅外成像法

紅外成像法是指利用紅外光穿透氣體后，氣體會吸收頻率譜線光。SF6氣體吸收光譜集中在10.6μm?；诖耍ㄟ^濾波器能夠確保顯示窄播帶，此時就會形成畫面。紅外檢測儀聯(lián)合成像技術(shù)能夠?qū)π孤饵c進行快速檢測，并且通過圖像化方式顯示出來。當設(shè)備中無SF6氣體泄漏時，圖像顯示無明顯變化。當氣體泄漏產(chǎn)生時，由于SF6對特性頻率紅外光具有吸收作用，在氣體泄漏部位形成煙霧狀陰影。且其陰影清晰度可隨泄漏濃度發(fā)生變化。通過判斷陰影清晰度及陰影走勢方向即可判斷泄漏點及泄漏速度。紅外檢漏儀原理如圖1所示。

應(yīng)用紅外成像法進行檢測的設(shè)備價格較為昂貴，但可以實現(xiàn)實時監(jiān)控和遠程監(jiān)控泄露點，不需要停機處理。但大氣中包含多種類型光，會影響紅外成像法檢測結(jié)果，還會對SF6氣體泄露檢測結(jié)果造成影響。所以利用該方法進行檢測，對精度要求比較高，必須對不同光之間的差別細小差別進行區(qū)分。雖然紅外檢測法存在不足，但是在現(xiàn)有檢測技術(shù)中還是比較先進的，所以在各配電場也得到了廣泛應(yīng)用。

2.3激光檢漏法

SF6激光成像檢漏儀的原理是：由激光發(fā)射器向待檢區(qū)域發(fā)射激光，激光攝影機捕捉被背景散射回的反向激光并成像。當GIS設(shè)備無泄漏時，成像與太陽光成像無異。當GIS設(shè)備發(fā)生泄漏時，由于部分激光被吸收，激光攝像機所捕捉圖像形成與無泄漏時不同的圖像，SF6泄漏越大，圖像差別就越明顯。激光檢測法可將不可見的SF6氣體在視頻中展示出來，并能方便觀測到泄漏點和泄漏方向。

激光檢漏法可對設(shè)備進行遠距離檢測，并能在成像儀上展示出SF6氣體，這樣能夠及時發(fā)現(xiàn)SF6氣體泄露。相比于傳統(tǒng)檢漏方法來說，激光檢漏技術(shù)能夠確保檢測結(jié)果的準確性和可靠性，并且在檢測期間不需要對GIS設(shè)備進行停機操作，全面確保電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

3結(jié)語

本文針對GIS設(shè)備SF6氣體泄漏進行分析，總結(jié)SF6泄漏原因及危害，闡述當前主要使用的SF6氣體泄漏檢測方法。

參考文獻

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