SF6气体红外成像检漏技术现场运用

SF6气体红外成像检漏技术现场运用

发表时间：2017-12-30T17:50:52.707Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：施永飞邹洪民

[导读] 摘要：简述了红外成像检漏技术的基本原理。

（深圳供电局有限公司广东深圳 518000）

摘要：简述了红外成像检漏技术的基本原理。通过详述几起GIS设备SF6气体泄漏的查找及处理过程，总结出在使用该仪器时应结合现场环境及设备结构等综合考虑使用，同时得出该仪器检测SF6气体泄漏的灵敏度高，并能准确、快速定位。

关键词：GIS设备；SF6；红外检漏；泄漏

1引言

SF6气体是一种具有良好灭弧和绝缘性能的惰性气体，在电网电气设备绝缘方面得到广泛应用。SF6气体绝缘性能主要取决于两个因素，一是SF6中水蒸气的含量，二是SF6气体密度。SF6气体绝缘设备要保持良好的灭弧和绝缘性能，必须使内部的SF6气体保持一定密度值（1），如果设备出现泄漏点，气体外泄，造成质量损失和压力下降，密度改变，将造成灭弧和绝缘性能下降，甚至造成设备绝缘损坏，引起爆炸等事故。因此，在设备运维过程中及时采取有效检漏方法很有必要。

2 SF6红外成像检漏技术原理

在自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。

目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

每种气体都有吸收自己对应频率红外光能量的性质，SF6气体在红外有1个以波长为10.56μm为中心的吸收带（2），为该气体的特征吸收频率，如下图1所示：

图1 SF6气体红外吸收特性（SF6气体在10.6μm波段的红外线吸收性最强）

红外检漏成像仪采用先进的高灵敏量子阱探测器，配合先进的电子及图像处理技术，充分利用SF6气体在10~11μm波段辐射的特点，不需背景，实时准确检测SF6的漏点，并形成层次感极佳、直观的红外图像。SF6红外检漏成像仪成像原理如图2所示：

图2 红外检漏仪成像原理图

3 红外成像检漏技术特点

3.1非接触性，无需停电，SF6红外检漏可对现场任何以SF6气体为绝缘介质的运行设备进行检测，测试距离达30m，可精确检测设备泄漏点，对发现泄漏点的设备，停电处理后现场复查，无需二次停电。

3.2仪器灵敏度高，仪器采用先进的高灵敏量子阱探测器，热灵敏度为0.02℃，探测灵敏度可达到0.001ml/s；高灵敏度模式下，能够探测到微量SF6气体泄漏具体位置。

3.3现场测试过程中无需背景，SF6红外检漏仪利用SF6气体和空气的红外辐射不同的特性直接成像，不需要任何特定背景，无论是户内、户外、阴天、晴天等均可使用。

4故障实例分析

实例一2016年7月27日，某500kV变电站运行人员在设备启动前巡视中发现500kV HGIS第二串联络1M 50221刀闸B相气室压力指示偏低，专业技术人员利用红外检漏成像仪对该气室进行了SF6检漏，由于测试时间为11时-12时之间，光线比较强、风力为4-5级，经过现场多次测量均未能准确找到明显泄漏点，第二日早晨7时，再次对该气室进行检测，最终确定第二串联络1M 50221刀闸B相气室局放测试口存在明显泄漏点。后通过现场解体检查分析漏气原因可能因CT接线盒防雨罩安装不当，更换时又未按工艺、工序、力矩等要求拆除盆子穿芯螺栓，造成盆子法兰受力不均致绝缘子密封槽局部开裂（图3），引起盆子螺栓处出现明显漏气缺陷。后在未查明原因情况下通过加强紧固螺栓、封堵等措施解决并通过检漏试验。由于气温急剧变化，最终导致盆子开裂扩大漏气，压力气体进入盘式绝缘子金属屏蔽罩，并从紧密度最低的局放检测孔（图4）明显泄漏被发现。后通过厂家技术人员对设备进行更换处理，至今未发现泄漏点，设备运行正常。

图3 50221刀闸B相气室绝缘子密封槽局部开裂

图4 50221刀闸B相气室局放测试口局部开裂

实例二2017年4月12日，试验人员在进行220kV某变电站GIS设备SF6气体试验时，发现室内ZF11-252（L）型安机乙线9512间隔开关

C相气室压力表指示偏低，怀疑存在漏气情况，后通过红外进行检漏，由于该设备为户内安装，通风条件比较差，未能发现明显泄漏点，经现场分析在打开通风装置的情况下能够很快找到泄漏点并准确定位9512开关C相压力表与设备连接处背面存在明显泄露点，然后通过检修人员及时处理，避免了重要设备跳闸事件。

图5 9512间隔开关C相漏气红外成像图

图6 9512间隔开关C相泄漏点图片

5. SF6红外检漏仪现场运用经验总结

（1）检漏工作量相对来说会比较大，一般情况下只对压力有明显下降或者补气记录的SF6设备进行检测。

（2）仪表出现泄漏的情况较多，检漏时一般优先检查仪表，如套管、互感器的则从多个侧面观看，缓慢的从下往上看，侧重检查套管顶部。

（3）GIS则从每个截面开始检查，可从左到右抑或从上到下，尽量做到每个截面都能仔细的检查，随意目标检查的话容易出现遗漏，

（4）室外检漏时，应考虑光线的影响，风力最好不要超过4级，且站在下风口进行测试，这样小的泄漏情况就比较不会被漏掉；室内

的话最好要打开排气扇，便于空气流通，使得泄漏出来的SF6气体不会凝成一团不同，更易于发现。

参考文献

[1] 国家电力公司．六氟化硫电气设备气体监督细则[M]．北京：中国电力出版社，1997：17-20．

[2] 吴变桃,肖登明,尹毅．GIS 中SF6气体泄漏光学检测新技术[J]．高压电器，2005，41 (2)：116-118．

[3]张利燕.电力设备用SF6气体技术问答.北京：中国电力出版社2011.10.