SF6紅外檢漏在電力設(shè)備狀態(tài)評估中的應(yīng)用

張 迪，董理科，王天正

（1.中國能源建設(shè)集團山西省電力勘測設(shè)計院有限公司，山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

SF6紅外檢漏在電力設(shè)備狀態(tài)評估中的應(yīng)用

張 迪1，董理科2，王天正2

（1.中國能源建設(shè)集團山西省電力勘測設(shè)計院有限公司，山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

針對SF6氣體泄漏對電力設(shè)備造成的影響和危害，分析了SF6氣體檢漏的技術(shù)背景和開展現(xiàn)狀，重點對SF6紅外檢漏的工作原理、方法分類及技術(shù)優(yōu)勢進行了闡述，并通過分析紅外檢漏在現(xiàn)場斷路器、電流互感器和組合電器帶電檢測和設(shè)備狀態(tài)評估中的實際案例，指出紅外檢漏與傳統(tǒng)方法相比，具有檢測靈敏度高、定位快速準(zhǔn)確、無需安排停電等優(yōu)點，非常適合在設(shè)備運維檢修中進一步推廣應(yīng)用。

SF6；紅外檢漏；電力設(shè)備；狀態(tài)評估

0 引言

SF6在常態(tài)下是一種無色、無味、無毒的不可燃的惰性氣體，具有良好的電氣絕緣、滅弧和冷卻散熱性能，因而被廣泛用于電力系統(tǒng)中。目前，使用SF6的電氣設(shè)備主要有斷路器、組合電器、變壓器、電纜和電流互感器等。氣體泄漏是SF6電氣設(shè)備的常見故障，因而如何快速、準(zhǔn)確、有效地找到泄漏點對于設(shè)備狀態(tài)評估和故障處理就尤為重要。

SF6氣體檢漏方法可分為定性檢漏和定量檢漏兩大類[1]。定性檢漏是對設(shè)備密封面、連接處及其他易漏部位直接進行檢測，查出泄漏點，包括抽真空法、壓力下降法、定性檢漏儀探測法、分割定位法、發(fā)泡液檢漏法等。定量檢漏則采用掛瓶法、扣罩法、局部包扎法、壓力折算法等求出氣體泄漏量，再計算出設(shè)備的年漏氣率。

由于電力設(shè)備狀態(tài)檢修工作的不斷推進和整個社會對供電可靠性要求的提高，更多的帶電檢測手段被用于SF6氣體檢漏，包括紫外電離法、電子捕獲法、超聲波法和高頻振蕩無極電離法等技術(shù)；而紅外檢漏以其非接觸、遠距離、無輻射、便攜、無需停電等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[2]。

1 SF6紅外檢漏

紅外光譜是由多種位于紅外頻段的單色光組成的。每種氣體都能吸收一定頻率的紅外光所攜帶的能量，該頻率即為對應(yīng)氣體的特征吸收頻率。SF6氣體在以波長10.56 μm為中心的頻帶吸收和輻射能力都非常強，這是開展電力設(shè)備紅外檢漏的理論基礎(chǔ)。

SF6紅外檢漏包括紅外吸收檢漏和紅外輻射檢漏兩種類型。

紅外吸收檢漏技術(shù)是采用紅外激光源向電力設(shè)備發(fā)射長波紅外線，而紅外線大多被SF6氣體吸收，導(dǎo)致反射到檢測儀器上的紅外線能量大幅衰減，在圖譜上以黑色煙霧狀氣體團的形式呈現(xiàn)，從而確定泄漏點的位置。

紅外輻射檢漏技術(shù)則是基于SF6氣體和空氣的紅外輻射特性不同直接形成層次清晰、結(jié)果直觀的紅外圖像，不需要任何特定的背景；采用高靈敏度量子阱探測技術(shù)進行被動式紅外成像，不會傷害到檢測人員；可以在不停電狀態(tài)下對現(xiàn)場30 m以內(nèi)的所有SF6電力設(shè)備進行檢測，對于組合電器、開關(guān)柜等部件種類繁多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的設(shè)備，也可有效發(fā)現(xiàn)狹小空間內(nèi)的泄漏點；可以形成實時、連續(xù)的紅外圖像，以視頻的形式輸出后存儲在錄像機等存儲介質(zhì)上，并在任何標(biāo)準(zhǔn)的顯示器上進行顯示，方便后續(xù)的設(shè)備狀態(tài)評估和檢測報告編寫；還能實現(xiàn)對泄漏設(shè)備停電處理后的現(xiàn)場復(fù)測，避免二次停電。

2 紅外檢測實例

以山西電網(wǎng)的3個變電站為例進行紅外檢漏分析。

2.1 斷路器SF6泄漏

2012年5月，在對某110 kV變電站充氣設(shè)備開展紅外檢漏時，發(fā)現(xiàn)2號主變35 kV側(cè)402斷路器的滅弧室下部與支柱瓷瓶的連接處有漏氣點，隨后對該斷路器進行了更換，復(fù)測及電氣試驗結(jié)果顯示設(shè)備一切正常。

2.2 電流互感器絕緣盆SF6泄漏

2012年6月，某220 kV變電站母線電流互感器絕緣盆發(fā)出漏氣報警，在隨后進行紅外檢漏的過程中發(fā)現(xiàn)該氣室二次端子接線柱與法蘭連接處有漏氣。停電后對漏點進行針對性封堵，復(fù)測結(jié)果正常。

2.3 接地刀閘絕緣盆SF6泄漏

2016年3月，某220 kV變電站組合電器的279南接地刀閘氣室絕緣盆發(fā)出漏氣報警，然后對漏氣絕緣盆緊固螺栓與法蘭連接處進行打膠處理，處理后經(jīng)紅外檢漏發(fā)現(xiàn)還有輕微漏氣。更換絕緣盆后不再漏氣。

3 結(jié)論

電力生產(chǎn)實踐證明，以紅外吸收檢漏和紅外輻射檢漏為代表的SF6紅外檢漏技術(shù)不僅能對充氣設(shè)備的密封情況進行檢查，而且能快速、準(zhǔn)確查找出氣體泄漏位置，具有傳統(tǒng)檢漏技術(shù)無法比擬的優(yōu)點，對于運維人員及時掌握缺陷情況、科學(xué)評估設(shè)備狀態(tài)、合理制定檢修策略、確保設(shè)備安全運行具有重要的參考價值。隨著進一步的經(jīng)驗積累和推廣應(yīng)用，該方法必將為電力設(shè)備運維檢修提供更加強大的技術(shù)支持。

[1] 高樹國，鄭愛全，耿江海，等.應(yīng)用激光成像技術(shù)檢測SF6電氣設(shè)備氣體泄漏 [J].高壓電器，2010(3):103-105.

[2] 胡連清，劉衛(wèi)東，李哲文，等.SF6氣體紅外成像檢漏儀與定量檢漏儀現(xiàn)場使用經(jīng)驗探討 [J].高壓電器，2014(10):126-130.

Application of Infrared SF6Leakage Detection in Power Equipment State Evaluation

ZHANG Di1,DONG Like2,WANG Tianzheng2
（1.Shanxi Electric Power Exploration&Design Institute of China Energy Engineering Group Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030001,China;2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute,Taiyuan,Shanxi030001,China）

According to the influence and harm of SF6gas leakage on power equipment,the technical background and current situation of SF6gas leakage detection are analyzed.The working principle,method classification and technical advantages of infrared SF6leakage detection are discussed.It is pointed out that compared with the traditional method,the infrared leakage detection has the advantages of high sensitivity,fast positioning accuracy and no need to arrange power failure,which is very suitable for the detection of circuit breaker,current transformer,live detection of composite apparatus and equipment state evaluation,and is worthy of further application in equipment maintenance.

SF6;infrared leakage detection;power equipment;state evaluation

TM507

B

1671-0320（2017）06-0013-02

2017-05-22，

2017-10-19

張 迪（1988），女，山西萬榮人，2013年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電子與通信工程專業(yè)，工程師，從事電力工程設(shè)計和設(shè)備故障診斷工作；

董理科（1984），男，山西萬榮人，2011年畢業(yè)于燕山大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，工程師，從事高電壓試驗及輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修工作；

王天正（1965），男，山西大同人，1987年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)電機專業(yè)，教授級高級工程師，從事高電壓試驗及科研管理工作。