向霞　左鵬

摘 要：目前，電網(wǎng)中常用的SF6氣體檢漏設(shè)備不能對(duì)漏點(diǎn)位置準(zhǔn)確定位，然而新型紅外檢漏儀可準(zhǔn)確判定設(shè)備漏氣部位。利用紅外吸收光譜技術(shù)對(duì)SF6氣體絕緣設(shè)備進(jìn)行紅外檢漏，文章根據(jù)現(xiàn)場檢測實(shí)例驗(yàn)證紅外檢漏儀對(duì)漏氣點(diǎn)定位的可行性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：紅外檢漏；SF6設(shè)備；定位

中圖分類號(hào)：TN219；TM507 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）23-0046-02

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，SF6氣體絕緣設(shè)備在變電站中應(yīng)用也越來越多。SF6氣體具有較好的化學(xué)穩(wěn)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(zhì)。所以，在國內(nèi)外電氣設(shè)備中逐步替代了常規(guī)的絕緣油材料。由于SF6的穩(wěn)定性極強(qiáng)，其溫室效應(yīng)高于CO2對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重影響。因此，不論從經(jīng)濟(jì)或環(huán)境角度上考慮，SF6氣體的泄露及排放都應(yīng)嚴(yán)格控制。同時(shí)，設(shè)備內(nèi)部SF6氣體壓力減少后，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備絕緣下降，滅弧能力變差，如不及時(shí)處理將會(huì)引起不必要的損失，造成嚴(yán)重的事故后果。

常規(guī)檢測方法只能發(fā)現(xiàn)SF6氣體絕緣設(shè)備漏氣，氣體壓力下降，無法準(zhǔn)確定位漏氣點(diǎn)，僅采取對(duì)設(shè)備補(bǔ)氣的補(bǔ)救方法。如何準(zhǔn)確檢測出漏氣點(diǎn)，從根本上解決設(shè)備漏氣故障，需要引進(jìn)新的檢測技術(shù)。本文主要研究SF6氣體絕緣設(shè)備檢漏方法，以及對(duì)漏氣點(diǎn)的準(zhǔn)確定位從而消除故障，運(yùn)用新設(shè)備檢測實(shí)例來驗(yàn)證紅外檢漏儀的可行性和準(zhǔn)確性。

1 常規(guī)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(chǎn)生，若有氣泡產(chǎn)生，則確定有漏氣。此方法的缺點(diǎn)是工作量大，每個(gè)地方都需要進(jìn)行檢測；且除GIS可帶電進(jìn)行檢測外，其他設(shè)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(shí)間后將檢漏儀探頭深入其中，可判斷設(shè)備包扎部位是否有漏氣的情況。此方法的缺點(diǎn)是不能對(duì)漏氣點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，工作盲目性較大；對(duì)敞開式設(shè)備檢測需要在停電時(shí)才可進(jìn)行。電壓等級(jí)高的設(shè)備，操作不方便，需借助高空作業(yè)車等輔助設(shè)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(duì)SF6氣體絕緣設(shè)備周邊空氣進(jìn)行掃描，若空氣中含有SF6氣體，則會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，SF6氣體濃度越大則報(bào)警聲越強(qiáng)烈。由于空氣流動(dòng)方向及SF6氣體泄漏量的大小具有不確定性，檢漏儀發(fā)現(xiàn)的部位不能準(zhǔn)確定位出泄漏點(diǎn)。其缺點(diǎn)即只能檢測到漏氣的大概位置，不能對(duì)漏氣點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

2 紅外檢漏儀的檢測原理

當(dāng)一束具有連續(xù)波長的紅外光通過物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)分子中某個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率或轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和紅外光的頻率一樣時(shí)，分子就吸收能量，原來的基態(tài)振（轉(zhuǎn)）動(dòng)能級(jí)躍遷到能量較高的振（轉(zhuǎn)）動(dòng)能級(jí)，分子吸收紅外輻射后發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，該處波長的光就被物質(zhì)吸收，形成特定的紅外吸收光譜。SF6氣體絕緣設(shè)備紅外檢漏技術(shù)就是基于上述原理產(chǎn)生的。

在沒有SF6泄漏的情況下，紅外檢漏儀內(nèi)的圖像與普通攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像相同，當(dāng)有泄漏氣體出現(xiàn)在紅外檢漏儀拍攝區(qū)域內(nèi)時(shí)，紅外光由于經(jīng)過SF6氣體的吸收而使泄漏氣體出現(xiàn)區(qū)域的視頻圖像產(chǎn)生對(duì)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(diǎn)和散發(fā)方向，從而使檢測人員站在地面即能快速、準(zhǔn)確定位SF6泄漏點(diǎn)。

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(gè)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(yōu)勢在于：

①檢測時(shí)間短。利用紅外檢漏儀在現(xiàn)場進(jìn)行測試時(shí)，可以在幾分鐘內(nèi)對(duì)一組設(shè)備或GIS的一個(gè)氣室進(jìn)行全面掃描。

②靈活性強(qiáng)。紅外檢漏可以在不停電的情況下對(duì)設(shè)備或氣室進(jìn)行檢測，并且紅外檢漏儀體積較小，重量較輕，可以方便地?cái)y帶和使用，隨時(shí)可以對(duì)問題設(shè)備或氣室進(jìn)行檢測。

③定位準(zhǔn)確。在對(duì)漏氣的設(shè)備或氣室進(jìn)行紅外檢漏時(shí)，可以在儀器的目鏡中清晰地看到SF6氣體從設(shè)備或氣室的漏氣點(diǎn)釋出，能夠準(zhǔn)確地判斷出漏氣位置。

3 現(xiàn)場檢測案例

3.1 孝感某220 kV變電站35 kVHGIS開關(guān)SF6紅外檢漏

2013年7月24日，某變電站運(yùn)行值班人員例行巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)35 kV HGIS汈31開關(guān)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(dǎo)致壓力下降。

隨后，檢修人員到現(xiàn)場用便攜式檢漏儀對(duì)其進(jìn)行了檢測，檢漏儀在檢測過程中發(fā)出報(bào)警，確定該開關(guān)確實(shí)有漏氣現(xiàn)象。由于開關(guān)本體較大且有風(fēng)，無法確定漏氣點(diǎn)的具體位置。隨后，檢修人員采用了紅外檢漏測試儀對(duì)該開關(guān)進(jìn)行了全面掃描檢測，通過掃描整在鏡頭內(nèi)清晰看到有煙云狀氣團(tuán)從瓷瓶的上法蘭附近不斷釋出。汈31開關(guān)漏氣點(diǎn)，如圖2所示，圖2中顯示的部位為氣體的漏氣點(diǎn)（圈出的位置為漏氣點(diǎn)），汈31開關(guān)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(jù)檢測的漏點(diǎn)位置及大概漏氣量，工作人員展開故障排除工作。同時(shí)，聯(lián)系廠家人員聯(lián)合制定對(duì)該設(shè)備漏氣故障制定相應(yīng)維修方案。經(jīng)過對(duì)該開關(guān)本體仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，漏氣點(diǎn)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(yàn)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(guān)紅外檢漏

2013年10月25日，變電站運(yùn)行值班人員例行巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)#1主變110 kV側(cè)江01開關(guān)SF6氣體壓力表指示下降，值班人員初步判斷該開關(guān)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(duì)江01開關(guān)機(jī)構(gòu)箱、氣體管道及三相本體進(jìn)行仔細(xì)掃描。檢測結(jié)果顯示江01開關(guān)C相本體頂部有明顯的漏氣現(xiàn)象，初步判斷漏氣點(diǎn)位于上法蘭與蓋板之間有漏氣點(diǎn)，漏氣點(diǎn)位置如圖4所示，設(shè)備漏氣時(shí)的狀況如圖5所示。

聯(lián)系廠家人員，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)漏氣點(diǎn)的確在瓷瓶上法蘭與蓋板之間，漏氣原因?yàn)榉ㄌm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(guān)靜觸頭更換密封墊。

4 結(jié) 語

通過對(duì)現(xiàn)場漏氣設(shè)備檢測運(yùn)用發(fā)現(xiàn)，紅外檢漏儀能夠便捷測試，準(zhǔn)確定位SF6氣體泄漏點(diǎn)，且可在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行測試，攜帶方便無需輔助設(shè)施提高工作效率，增加設(shè)備檢測周期，從而很好的驗(yàn)證了紅外檢漏在現(xiàn)場運(yùn)用的可行性和準(zhǔn)確性，紅外檢測技術(shù)的引進(jìn)對(duì)SF6氣體絕緣設(shè)備的安全運(yùn)行有著重大的意義，在電力系統(tǒng)有著寬廣的應(yīng)用前景。

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