引言

SF6氣體具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能,耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍,擊穿電壓是空氣的2.5倍,滅弧性能是空氣的100倍,是一種優(yōu)良的超高壓絕緣介質(zhì)。目前,SF6氣體廣泛應用于高壓電力設備中,如斷路器、互感器、GIS、HGIS、GIL、PASS等。

1SF6高壓設備氣體泄漏的影響

SF6高壓設備密封不良時,會發(fā)生氣體泄漏。SF6氣體的泄漏會使設備絕緣水平降低,微水含量增加,嚴重時會擊穿放電甚至爆炸。泄漏還會傷害人體,污染大氣環(huán)境。因此,提升設備質(zhì)量,避免SF6高壓設備發(fā)生氣體泄漏,才能有效保證設備運行可靠、人員生命安全及大氣環(huán)境改善。

2SF6高壓設備氣體泄漏的原因

(1）焊縫漏氣:焊接質(zhì)量不佳或者不同材料連接處應力過大,導致焊縫開裂。

(2）鑄件表面漏氣:因鑄造質(zhì)量不佳,造成工件內(nèi)部出現(xiàn)針孔或砂眼。

(3）法蘭面漏氣:法蘭加工質(zhì)量不高或精度不足,結合面殘留雜質(zhì),瓷件與法蘭膠裝面不嚴密等。

(4）密封老化或損壞:密封材料質(zhì)量不佳或出現(xiàn)老化,安裝不規(guī)范或安裝工藝不良。

(5）閥門、管道、表計漏氣:連接處固定不緊或密封失效。

3SF6高壓設備氣體泄漏的檢測手段

目前,電力行業(yè)常用的檢漏方法有:

(1）一般儀器檢漏。

使用SF6氣體檢漏儀對密封面、管道連接處、密度繼電器接頭以及其他可能泄漏點進行檢測。該方法簡便直接,可查出明顯的缺陷,但精確度低。若安全距離不足,需設備停電。

(2）肥皂泡法。

將肥皂水涂抹在疑似泄漏點上,若產(chǎn)生新的氣泡,則有泄漏。該方法的優(yōu)點是不需要使用儀器,但精度較差,耗時長。若安全距離不足,需設備停電。

(3）薄膜包扎法。

用塑料薄膜將待測的部位包扎起來,經(jīng)過一段時間后,用定性或定量檢漏儀對塑料薄膜內(nèi)部進行檢測。該方法比較靈敏,干擾因素少,是一種比較精確的檢查手段,但一般需要設備停電。

(4）紅外成像檢漏。

使用SF6紅外成像儀對高壓設備漏氣點進行檢測,可以在設備不停電的情況下,遠距離實時準確地檢測泄漏點,并即時形成有層次感、直觀的紅外圖形。

4紅外成像檢漏技術的原理

目前,紅外成像檢漏儀主要有兩個技術方向:紅外線輻射成像和紅外線吸收成像。

紅外線輻射成像檢漏技術是利用SF6氣體紅外吸收性強以及與空氣的紅外影像不同的特性,在具有超高熱靈敏度的紅外探測器下成像,從而找到泄漏點(圖1）。使用該技術原理的紅外檢漏儀較為小巧,使用方便,與一般紅外熱成像儀區(qū)別不大。而紅外線吸收成像檢漏技術則是利用SF6氣體對特定波長(以大約11u7波長為中心）的紅外線的強烈吸收作用,使反射到檢測設備的紅外能量大大減少,從而形成區(qū)別于其他物質(zhì)的影像(圖2）。但使用該原理制成的紅外檢漏儀體積較大,且需要背景反射面,操作不便,適用范圍較窄。

5SF6斷路器氣體泄漏檢測及處理案例

2m19年5月,廣東江門某變電站1臺1100k斷路器突發(fā)SF6氣體壓力低告警信號,判斷是斷路器漏氣引起的。帶電補氣后使用定性SF6氣體檢漏儀對斷路器下部聯(lián)管、閥門、密度表、壓力表等零部件進行檢測,均未發(fā)現(xiàn)漏氣點。一周后,該斷路器再次發(fā)SF6氣體壓力低告警信號。因距離上次補氣不足1個月,而下部經(jīng)檢測未發(fā)現(xiàn)漏氣點,初步判斷漏氣點位于斷路器極柱。該站正值負荷高峰,無法立刻停電檢查,故無法使用肥皂泡法、薄膜包扎法等常規(guī)手段。使用紅外成像檢漏儀對該斷路器進行不停電檢測,發(fā)現(xiàn)漏氣點位于C相極柱中間法蘭位置,根據(jù)圖像中氣霧的噴射速度和范圍,判斷漏氣非常嚴重,必須進行停電檢修（圖3)。

圖3紅外成像檢漏圖

對斷路器進行解體檢修發(fā)現(xiàn),套管中間法蘭表面有被腐蝕的現(xiàn)象,密封圈凹槽有白色結晶物。因螺栓外部未涂覆防水膠,雨水可沿螺栓進入密封結構內(nèi)部,使密封面被腐蝕。主密封圈因使用年限較長,已失去彈性。經(jīng)分析判斷,這是一起因設備設計不合理、安裝質(zhì)量不佳而引起的漏氣故障。

該案例中,紅外成像檢漏的結果為判斷設備的狀態(tài),為設備停電檢修提供了重要依據(jù),為提前制定檢修方案、準備材料、備品等方面提供了有力支撐,是非常有效的檢測手段。

6紅外檢漏儀現(xiàn)場操作注意事項

為提升紅外檢漏的精確度,保證工作人員的安全,現(xiàn)場操作時,應注意以下四點:

（1)操作人員應熟悉紅外成像檢漏儀的工作原理、技術參數(shù)和性能,掌握儀器的操作程序和使用方法。

（2)檢測時應與設備帶電部位保持足夠的安全距離,防止誤碰誤動設備,行走中注意腳下,防止踩踏設備管道。

（3)進入室內(nèi)開展現(xiàn)場檢測前,應先通風15min,檢查氧氣和SF6氣體含量合格后方可進入,檢測過程中應始終保持通風。

（4)室外檢測宜在晴朗天氣下進行,環(huán)境溫濕度、風速等應滿足儀器技術要求,檢測時避免陽光直接照射或反射進入儀器鏡頭。

7結語

SF6氣體憑借優(yōu)良的特性在高壓設備上廣泛使用,同時SF6氣體的泄漏也成為影響設備正常運行的重要因素。受停電計劃影響,傳統(tǒng)的檢漏方法已無法滿足目前設備運維的要求,紅外成像檢漏技術的出現(xiàn),提供了有效的不停電檢測手段。因此,推廣紅外成像檢漏技術,提高從業(yè)者的檢測水平,可及時發(fā)現(xiàn)漏氣缺陷,提高處理效率,保證設備安全運行。