SF6氣體泄漏激光檢測技術的研究

一、SF6氣體泄漏技術概述

SF6設備在電力系統(tǒng)中的應用已經(jīng)越來越廣泛，由于SF6作為主要的絕緣介質，在對SF6設備日常的檢測及維護中，對于SF6氣體泄漏缺陷的有效監(jiān)測和控制是非常重要的。而對于運行中的電網(wǎng)來說，臨時停電檢修手續(xù)復雜繁瑣，而且經(jīng)常由于供電的需要不能停電，導致缺陷檢測不及時等后果，為設備留下安全隱患。

二、SF6氣體泄漏激光檢測技術研究內容

激光痕量檢測在發(fā)電系統(tǒng)和供電系統(tǒng)中的應用已經(jīng)越來越受重視，特別是在對SF6氣體泄漏的檢測中，由于SF6氣體分子穩(wěn)定，對激光有較強的吸收能力，所以通過激光對SF6設備的氣體泄漏進行檢測是完全可行的。

（一）SF6氣體泄漏激光檢測技術測試報告

預定目標：

1.選擇一款具有實時泄漏圖像顯示功能， 高靈敏度，重量輕、體積小，能激光準確定位，檢漏距離15米左右， 又能抗強電磁場干擾的激光成像儀。

2.對激光成像儀進行現(xiàn)場實踐測試其可靠性，穩(wěn)定性及實用性。

3.達到現(xiàn)場帶電查找SF6設備氣體泄漏點的目的。

研究過程中SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)已經(jīng)在棗營及留村的消缺檢漏過程中進行了應用，以此為例做以下報告：

1.時間：2009年3月27日

地點： **市220kV棗營變電站

變電檢修工作人員：變電檢修工作人員

測試設備：HX-1（第三代）SF6氣體泄漏激光成像儀

技術條件：與美國TIF公司生產(chǎn)的TIF5650 SF6接觸式檢漏儀的檢測結果比較，看是否相符。

測試內容：對220kV棗營變電站252-1刀閘倉（已知泄漏）進行SF6檢漏試驗，并對試驗結果進行分析，與其他SF6檢漏儀測試的結果進行對比，看是否相符。

測試結果：252-1刀閘倉分子篩處有明顯的SF6泄漏現(xiàn)象，B相有明顯漏點。視頻影像見“附件1”

測試結論：經(jīng)SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)檢測，棗營252-1刀閘有泄漏點，泄漏點在B相刀閘倉上，與美國TIF公司生產(chǎn)的TIF5650 SF6接觸式撿漏儀檢測的結果一致。

2.時間：2009年7月3日

地點：**市110kV留村變電站

變電檢修工作人員：變電檢修工作人員

測試設備：HX-1（第三代）SF6氣體泄漏激光成像儀

技術條件：帶電檢測。

測試內容：在不停電的狀態(tài)下，對110kV留村變電站313開關（已知泄漏）進行SF6檢漏試驗，并對試驗結果進行分析。

測試結果：313開關C相有明顯的SF6泄漏現(xiàn)象，C相開關法蘭密封圈處有明顯漏點。

測試結論：經(jīng)SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)檢測，留村313開關C相有泄漏點，泄漏點在C相中法蘭密封圈上。

技術特點：1.采用美國高靈敏探測器，具有很高的探測靈敏度，當SF6氣體泄漏低于0.001scc/sec時都能夠被發(fā)現(xiàn)。2.關鍵部件全部原裝進口，性能高，質量穩(wěn)定，使用可靠。 3.重量輕、體積小、操作簡單。4.抗強電磁場干擾。

（二）設備使用情況分析

SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)已經(jīng)在棗營及留村的消缺檢漏過程中進行了應用，效果很好，該系統(tǒng)能明顯的反映出SF6設備泄漏點的漏氣狀況，顯示的圖像根據(jù)漏氣量的不同有明顯區(qū)別，所有的圖像和視頻資料都保存到了移動存儲設備中，測試結果及狀態(tài)表征與其他成熟儀器測試結果及狀態(tài)表征完全一致。

用此方法可以在不停電的狀態(tài)下對SF6設備進行漏氣檢測，使檢漏試驗的實施獲得了很大的方便；并且此系統(tǒng)運用的是激光成像的方法，利用的是遠程檢測的方式，不再需要將測試探頭貼近設備，在安全方面有效的避免了觸電、高摔等危險；SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)，將檢測到的泄漏氣體直接以圖像的形式展現(xiàn)出來，既有照片又有動態(tài)圖像，這與以前的檢測設備只有聲音報警的結果呈現(xiàn)方式相比有了很大的飛躍。

缺點：受氣象條件及泄漏量影響較大，同時由于測試儀體積較大，在GIS設備布置較密集的情況下，影響測試。在條件允許的條件下與普通檢漏儀配合使用效果較好。

SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)，主要由SF6激光成像儀電源部分、激光成像儀器、三角架、和連接設備組成。自上個世紀六十年代激光問世至今，由于激光具備相干性好，單色性好和高亮度三大特色，試光譜法痕量檢測技術增添新的活力，實現(xiàn)了質的飛躍。近年來，激光痕量檢測、單光子探測、單細胞檢測得到較快發(fā)展。

研究用激光痕量檢測方法，此方法在發(fā)電和供電系統(tǒng)中近年來也已經(jīng)開始應用，對含SF6的電氣設備氣體泄漏檢測也日益受到主管部門的重視。SF6氣體分子結構穩(wěn)定，大量實驗也已證明，SF6分子對激光有較強的吸收，因此，利用紅外光譜法檢測電氣設備中的SF6氣體泄漏是完全可行的。激光的相干性好，通過可調光學轉換系統(tǒng)，可以在指定的某一檢測位置實現(xiàn)一個理想的立體紅外輻射場。從設備中泄漏出來的SF6氣體分子以流動現(xiàn)象往外擴散，這個SF6分子流將對覆蓋在這個區(qū)域的立體輻射場激光產(chǎn)生較強的光子吸收合光子后向散射。

利用先進的氣體泄漏激光成像儀能夠探測小致0.001Scc/s 的泄漏率，其便攜性和較寬的檢查視場角可實現(xiàn)快速完成整個變電站的泄漏巡查及準確定位。

三、結束語

（一）SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)的應用，適應了企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模快速擴大的實際需要，具有良好的經(jīng)濟性和適用性，對供電企業(yè)帶來巨大的企業(yè)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

在使用此系統(tǒng)前，所有敞開式變電站的設備撿漏工作均需要停電進行，使用此系統(tǒng)進行撿漏試驗，可以在不停電的狀態(tài)下進行，這樣對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起到了很好的配合作用，停電消缺目標性較強，并省去了安排停電檢漏所造成的停電操作及經(jīng)濟損失。

（二）SF6氣體泄漏激光成像系統(tǒng)在使用期間，充分體現(xiàn)了安全性高、操作簡單、方便實用、分析準確的特點，為生產(chǎn)工作提供了正確的試驗數(shù)據(jù)及圖像分析，充分發(fā)揮了性能特點。

在使用此系統(tǒng)前，檢漏試驗需要試驗人員及試驗儀器接觸設備，在高電壓等級的試驗研究中，登高作業(yè)不可避免，這樣就多多少少會帶來安全隱患；使用此系統(tǒng)進行檢漏試驗，可以在遠程利用激光直接檢測泄漏部位，不再需要變電檢修工作人員貼近設備，可以說此舉大大提高了測試過程中的安全性。而對于電力企業(yè)來說，安全效益是無價的。