摘要：GIS設(shè)備以其高可靠性、低占地面積、長檢修周期、低損耗以及低噪音等優(yōu)點(diǎn)在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對(duì)設(shè)備的制造、安裝等工藝要求極高，在長期使用的過程中，由于操作不當(dāng)、設(shè)備老化等原因容易誘發(fā)SF6氣體泄漏的問題，當(dāng)發(fā)生SF6氣體泄露問題后，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的事故，因此，在檢修難度和時(shí)間上都要耗費(fèi)一定精力。本文主要是分析和研究SF6氣體泄露原因，并提出預(yù)防控制措施，希望能夠給有關(guān)人員提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備;SF6;氣體泄漏;檢測(cè)

1分析GIS設(shè)備氣體泄露原因和危害性

1.1分析GIS設(shè)備氣體泄露原因

第一，設(shè)計(jì)施工的問題，在實(shí)施現(xiàn)場安裝的時(shí)候，施工人員沒有根據(jù)相關(guān)要求做好尺寸對(duì)接工作，使設(shè)備受力大于設(shè)計(jì)能力，再加上波紋管數(shù)量不足，極易使GIS設(shè)備調(diào)整距離不足。第二，制造安裝存在的問題，由于廠家生產(chǎn)設(shè)計(jì)或現(xiàn)場安裝不符合流程標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致有裂紋、砂眼等的存在;設(shè)備密封圈設(shè)計(jì)不符合尺寸;防水未達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);拆修后密封安裝處理未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。第三，自然原因，例如密封膠/件老化、O型圈進(jìn)水受潮，再加上熱脹冷縮影響，都會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生變形。另外，GIS設(shè)備在運(yùn)行期間所產(chǎn)生的振動(dòng)問題也會(huì)損傷設(shè)備。

1.2分析GIS設(shè)備氣體泄露危害性

在GIS設(shè)備中SF6氣體泄露會(huì)產(chǎn)生以下幾個(gè)問題：第一，當(dāng)GIS設(shè)備發(fā)生異常發(fā)熱、局部放電等現(xiàn)象的時(shí)候，會(huì)使SF6分解為低氟化物及游離態(tài)氟，當(dāng)環(huán)境中為純凈SF6時(shí)，這些分解物將隨著溫度的降低迅速復(fù)合還原為SF6，但是由于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、HF、SO₂F₂、SOF₄以及S₂F₁₀等強(qiáng)酸性穩(wěn)定氣體，這些氣體會(huì)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(huì)對(duì)運(yùn)行檢修人員的身體健康造成影響。第二，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)的研究顯示，壓力為0.3MPa的時(shí)候，絕緣性能會(huì)與傳統(tǒng)絕緣油污相同，所以GIS設(shè)備氣體泄漏會(huì)使電力性能降低。第三，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議能夠看出，SF6氣體溫室效應(yīng)大約為CO₂的數(shù)萬倍，氣體泄漏會(huì)極大影響大氣環(huán)境。第四，為了確保GIS設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，在發(fā)生SF6氣體泄漏時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)充氣體，補(bǔ)充氣體中帶有水分，能夠進(jìn)一步增加GIS設(shè)備含水量，縮短設(shè)備運(yùn)行效果。由于SF6氣體價(jià)格比較昂貴，如果多次補(bǔ)充SF6氣體將會(huì)增加電力系統(tǒng)運(yùn)行成本。

2分析GIS設(shè)備氣體泄露檢測(cè)方法

2.1傳統(tǒng)檢測(cè)方法分析

傳統(tǒng)定性檢測(cè)方法主要包括皂水法和包扎法。皂水法是指對(duì)所有部位逐個(gè)涂抹皂水觀察漏氣情況，該方法直觀有效且成本低，但是工作量大、無法測(cè)算具體泄漏速度且僅適用于小型設(shè)備中。包扎法是指將可疑漏氣部位用輕薄材料包扎，受氣體泄漏影響，泄漏點(diǎn)附近包扎物會(huì)鼓起，據(jù)此可以大致確定泄漏位置及泄漏量，但是該方法確定具體位置需多次對(duì)比，而且受現(xiàn)場風(fēng)速以及操作人員經(jīng)驗(yàn)影響較大。另外，這兩種方法均需要測(cè)試人員接近GIS設(shè)備，因此不能做到運(yùn)行中檢測(cè)，待測(cè)設(shè)備均需停機(jī)，對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成一定影響。其次，GIS設(shè)備運(yùn)行期間也產(chǎn)生了一系列改進(jìn)檢測(cè)方法，例如可以應(yīng)用檢測(cè)精度包扎法進(jìn)行檢測(cè)，此種方法主要是指使用輕薄材料包扎泄露位置，之后使用便攜氣體檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，等到氣體沉淀之后需要對(duì)泄露位置再次進(jìn)行包扎。在檢測(cè)到SF6氣體之后，GIS設(shè)備按照不同氣體濃度發(fā)出警告，顯著提升包扎法檢測(cè)精度。

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(huì)吸收頻率譜線光。SF6氣體吸收光譜集中在10.6μm?；诖?，通過濾波器能夠確保顯示窄播帶，此時(shí)就會(huì)形成畫面。紅外檢測(cè)儀聯(lián)合成像技術(shù)能夠?qū)π孤饵c(diǎn)進(jìn)行快速檢測(cè)，并且通過圖像化方式顯示出來。設(shè)備中若不存在SF6氣體泄露情況，圖像無顯著變化;如果發(fā)生SF6氣體泄露，SF6能夠吸收頻率紅外光，并且在泄露位置產(chǎn)生煙霧陰影，且隨著濃度變化陰影清晰度也會(huì)發(fā)生改變，這時(shí)可通過陰影走勢(shì)和清晰度判斷泄露情況。紅外檢漏儀原理如圖1所示。

應(yīng)用紅外成像法進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備價(jià)格較為昂貴，但是紅外成像法可對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備無需停機(jī)，避免對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響。另外，由于大氣中含有多種光，對(duì)檢測(cè)會(huì)造成一定影響，干擾SF6泄漏檢測(cè)的結(jié)果。因此，檢測(cè)設(shè)備對(duì)其精度具有較高要求，要能夠區(qū)分空氣中不同光之間的細(xì)微差別。盡管紅外成像法仍存在一定缺陷，但已是較為先進(jìn)的檢測(cè)方法，且檢測(cè)技術(shù)成熟，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各配電場所。

2.3激光檢漏法

SF6氣體泄露激光檢測(cè)儀主要是從激光發(fā)射器中發(fā)射激光到檢測(cè)區(qū)域，激光攝像機(jī)能夠獲取反向激光成像，如果GIS設(shè)備不存在泄露問題，其成像比較接近于太陽成像;如果GIS設(shè)備存在氣體泄露，部分激光會(huì)被吸收，所獲取的圖像與無泄露圖像不同。SF6氣體泄露越嚴(yán)重，圖像差異性越大。激光檢測(cè)法能夠在視頻中顯示出SF6氣體，是檢測(cè)人員更加直觀的看到泄露位置與氣體泄露發(fā)展趨勢(shì)。激光泄露檢測(cè)原理如圖2所示。

激光檢漏法能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)，并能在成像儀上展示出SF6氣體，這樣能及時(shí)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)能確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，并在檢測(cè)期間不需要對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行停機(jī)操作，全面確保電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3結(jié)語

本文針對(duì)GIS設(shè)備SF6氣體泄漏進(jìn)行分析，總結(jié)SF6泄漏原因及危害，闡述當(dāng)前主要使用的SF6氣體泄漏檢測(cè)方法，能夠有效解決GIS設(shè)備SF6氣體泄露問題，以維護(hù)我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡介：康鍇（1971.5-），男，寧夏固原人，單位：國網(wǎng)固原供電公司檢修分公司。