紅外檢漏技術在SF6氣體絕緣設備中的應用研究

向霞　左鵬

摘 要：目前，電網中常用的SF6氣體檢漏設備不能對漏點位置準確定位，然而新型紅外檢漏儀可準確判定設備漏氣部位。利用紅外吸收光譜技術對SF6氣體絕緣設備進行紅外檢漏，文章根據現場檢測實例驗證紅外檢漏儀對漏氣點定位的可行性和準確性。

關鍵詞：紅外檢漏；SF6設備；定位

中圖分類號：TN219；TM507 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0046-02

隨著電網的發展，SF6氣體絕緣設備在變電站中應用也越來越多。SF6氣體具有較好的化學穩定性能，具有良好的絕緣性能和滅弧能力，是一種理想的絕緣介質。所以，在國內外電氣設備中逐步替代了常規的絕緣油材料。由于SF6的穩定性極強，其溫室效應高于CO2對環境造成的嚴重影響。因此，不論從經濟或環境角度上考慮，SF6氣體的泄露及排放都應嚴格控制。同時，設備內部SF6氣體壓力減少后，會導致設備絕緣下降，滅弧能力變差，如不及時處理將會引起不必要的損失，造成嚴重的事故后果。

常規檢測方法只能發現SF6氣體絕緣設備漏氣，氣體壓力下降，無法準確定位漏氣點，僅采取對設備補氣的補救方法。如何準確檢測出漏氣點，從根本上解決設備漏氣故障，需要引進新的檢測技術。本文主要研究SF6氣體絕緣設備檢漏方法，以及對漏氣點的準確定位從而消除故障，運用新設備檢測實例來驗證紅外檢漏儀的可行性和準確性。

1 常規的檢漏方法

①肥皂水檢漏。將肥皂水涂抹在可能泄漏的地方，看是否有氣泡產生，若有氣泡產生，則確定有漏氣。此方法的缺點是工作量大，每個地方都需要進行檢測；且除GIS可帶電進行檢測外，其他設備均必須停電才能完成檢測。

②包扎法。將可能泄漏的地方用塑料袋包起來，等待一段時間后將檢漏儀探頭深入其中，可判斷設備包扎部位是否有漏氣的情況。此方法的缺點是不能對漏氣點進行準確的定位，工作盲目性較大；對敞開式設備檢測需要在停電時才可進行。電壓等級高的設備，操作不方便，需借助高空作業車等輔助設備。此方法適用于診斷性檢測。

③便攜式檢漏儀，俗稱電鼻子。將檢漏儀的探頭對SF6氣體絕緣設備周邊空氣進行掃描，若空氣中含有SF6氣體，則會發出報警聲，SF6氣體濃度越大則報警聲越強烈。由于空氣流動方向及SF6氣體泄漏量的大小具有不確定性，檢漏儀發現的部位不能準確定位出泄漏點。其缺點即只能檢測到漏氣的大概位置，不能對漏氣點進行準確定位。

2 紅外檢漏儀的檢測原理

當一束具有連續波長的紅外光通過物質時，物質分子中某個基團的振動頻率或轉動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就吸收能量，原來的基態振（轉）動能級躍遷到能量較高的振（轉）動能級，分子吸收紅外輻射后發生振動和轉動能級的躍遷，該處波長的光就被物質吸收，形成特定的紅外吸收光譜。SF6氣體絕緣設備紅外檢漏技術就是基于上述原理產生的。

在沒有SF6泄漏的情況下，紅外檢漏儀內的圖像與普通攝像機產生的圖像相同，當有泄漏氣體出現在紅外檢漏儀拍攝區域內時，紅外光由于經過SF6氣體的吸收而使泄漏氣體出現區域的視頻圖像產生對比變化，形成煙霧狀陰影。氣體濃度越高，煙霧狀陰影越明顯。在這種方式下，即可通過圖像中的陰影來確定其泄漏點和散發方向，從而使檢測人員站在地面即能快速、準確定位SF6泄漏點。

SF6氣體紅外吸收光譜如圖1所示，SF6氣體的紅外吸收光譜集中在長波段，約為10.6 ？滋m，如果在檢測儀器的焦平面陣列探測器或傳感器上安裝一個適合分析SF6氣體吸收波長的窄帶濾光片，如10～11 ？滋m，就能有效地檢測到泄漏的SF6氣體。

紅外檢漏法相比與其他檢漏方法的優勢在于：

①檢測時間短。利用紅外檢漏儀在現場進行測試時，可以在幾分鐘內對一組設備或GIS的一個氣室進行全面掃描。

②靈活性強。紅外檢漏可以在不停電的情況下對設備或氣室進行檢測，并且紅外檢漏儀體積較小，重量較輕，可以方便地攜帶和使用，隨時可以對問題設備或氣室進行檢測。

③定位準確。在對漏氣的設備或氣室進行紅外檢漏時，可以在儀器的目鏡中清晰地看到SF6氣體從設備或氣室的漏氣點釋出，能夠準確地判斷出漏氣位置。

3 現場檢測案例

3.1 孝感某220 kV變電站35 kVHGIS開關SF6紅外檢漏

2013年7月24日，某變電站運行值班人員例行巡視時，發現35 kV HGIS汈31開關氣體壓力表指示下降，值班人員初步判斷該氣室有SF6氣體泄漏導致壓力下降。

隨后，檢修人員到現場用便攜式檢漏儀對其進行了檢測，檢漏儀在檢測過程中發出報警，確定該開關確實有漏氣現象。由于開關本體較大且有風，無法確定漏氣點的具體位置。隨后，檢修人員采用了紅外檢漏測試儀對該開關進行了全面掃描檢測，通過掃描整在鏡頭內清晰看到有煙云狀氣團從瓷瓶的上法蘭附近不斷釋出。汈31開關漏氣點，如圖2所示，圖2中顯示的部位為氣體的漏氣點（圈出的位置為漏氣點），汈31開關泄漏氣體，如圖3所示，圖3圈出的部分煙霧繚繞即為外泄的SF6氣體。

根據檢測的漏點位置及大概漏氣量，工作人員展開故障排除工作。同時，聯系廠家人員聯合制定對該設備漏氣故障制定相應維修方案。經過對該開關本體仔細檢查發現，漏氣點與紅外檢漏儀檢測的部位完全一致，在瓷瓶上法蘭與磁柱的澆筑部位有砂眼，驗證了紅外檢漏儀的精確定位。

3.2 漢川某110 kV變電站110 kV SF6開關紅外檢漏

2013年10月25日，變電站運行值班人員例行巡視時，發現#1主變110 kV側江01開關SF6氣體壓力表指示下降，值班人員初步判斷該開關有SF6氣體泄漏情況。同樣，檢修人員采用了紅外檢漏測試儀對江01開關機構箱、氣體管道及三相本體進行仔細掃描。檢測結果顯示江01開關C相本體頂部有明顯的漏氣現象，初步判斷漏氣點位于上法蘭與蓋板之間有漏氣點，漏氣點位置如圖4所示，設備漏氣時的狀況如圖5所示。

聯系廠家人員，經檢查發現漏氣點的確在瓷瓶上法蘭與蓋板之間，漏氣原因為法蘭與蓋板間的密封墊破損所致，解決方案是卸下頂部蓋板起吊開關靜觸頭更換密封墊。

4 結 語

通過對現場漏氣設備檢測運用發現，紅外檢漏儀能夠便捷測試，準確定位SF6氣體泄漏點，且可在設備不停電的情況下進行測試，攜帶方便無需輔助設施提高工作效率，增加設備檢測周期，從而很好的驗證了紅外檢漏在現場運用的可行性和準確性，紅外檢測技術的引進對SF6氣體絕緣設備的安全運行有著重大的意義，在電力系統有著寬廣的應用前景。

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