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浅析利用红外成像法检测GIS设备SF6气体泄漏【摘要】众所周知，当GIS设备出现SF6气体泄漏时，会导致绝缘体性能降低，使得大气环境出现污染，如果不能及时处理这些污染会导致更严重的污染出现。
随着科技技术不断发展，人们使用红外线成像法进行光线收集，特定的吸收光谱，已经泄漏的气体就会变得非常直观，这为设备检修人员及时发展问题进而处理问题提供了依据。
【关键词】红外成像；SF6气体泄漏；气体绝缘开关设备；检测1 GIS设备漏气原因以及危害该设备出现漏气问题会导致气室压力降低，SF6气体湿度逐渐增大。
这个湿度要及早发现，进而将湿度控制住。
这个时候需要检修人员不停的进行补气，从而维护住额定的气压标准状态下。
这个过程会导致成产成本不断增加，在进行补气时如果操作人员操作不规范，还有整个管路的密封不够严实，当外界的大气逐渐渗透进入时，会使得气体湿度逐渐提升，湿度不断增加，这容易导致安全事故出现。
尤其是当湿度达到一定程度时，会直接引起绝缘事故出现。
这个时候GLS 设备结构理当紧凑，不能出现缝隙。
一般而言，设备工艺复杂程度在一定水平上已经决定了事故影响范围，导致抢修难度提升，所需的恢复时间比较长，这样就容易出现安全事故，严重时会导致我国电网企业安全出现漏洞，安全事故提升，造成更大的经济损失。
这个相当于高压断路器以及电流互感器这些设备的工艺都比较复杂，设备的封闭性比较高，每个接口也比较复杂。
这出现漏洞的原因比较多，这些原因概括起来主要有，第一，设计施工出现缺陷。
当母线过长时，波纹管比较少，导致调整距离能力水平较差，施工时尺寸对接不符合要求导致局部受力过大：设备基础不均匀导致运行中发生尺寸偏移。
第二，制造安装缺陷。
盆式绝缘子、法兰、铸件存在裂纹、砂眼等缺陷；密封圈尺寸不匹配；防水、密封工艺不符合标准；接头、法兰紧固力矩不够。
第三，自然影响因素，这个因素不得不进行详细分析，当O型圈因为受到潮湿时，封闭条件下会逐渐失效恶化情况严重，当气候变化时，会容易发生热胀冷缩现象。
110kV GIS设备出线电缆SF6气体内部泄漏分析及处理青海某330kV变电站110kV GIS设备采用电缆出线，电缆终端为XLPE-YJ2GG型电气气体绝缘终端。
由于高海拔地区昼夜温差变化较大，部分材料热胀冷缩。
发生电缆内部泄漏现象。
引起110kV出线电缆气室SF6压力降低告警，针对此类问题，掌握了泄漏原因及检测方法。
标签：GIS设备；电缆；SF6气体泄漏；检测方法引言由于青藏高原恶劣的气候条件，GIS设备以其运行安全可靠、受环境因素影响小的优势在青海电网中广泛应用。
在GIS系统中，110kV部分出线采用电缆出线。
尤其是插拔式电缆终端头，在昼夜温差变化较大的过程中，部分受温度影响的材料发生热胀冷缩，如密封圈等，致使接触面密封不良，导致SF6气体发生泄漏。
是SF6压力降低的重要原因。
对插拔式电缆终端头内部结构进行了针对性研究。
分析采用电缆出线气室的SF6气体泄漏的原因，以及检测SF6气体泄漏的有效方法，并对此典型案例进行了专题分析，与大家分享。
1 故障概述青海某330kV变电站110kV GIS设备，某间隔出线电缆气室SF6气体压力低告警，根据现场检修人员对压力实时监测，夜间0点-08点是压力降低的时间段，其它时间段SF6压力几乎不变。
确定温度是影响SF6气体泄漏的重要原因，由于青海地区昼夜温差较大，最低温度在-25℃左右。
受温度影响，发生热胀冷缩，导致对接面密封不良，产生泄漏。
如表1所示。
2 现场检测及原因分析（1）试验专业人员对电缆气室及相邻接触面进行了包扎处理，第二天用SF6定量检漏仪对包扎的对接面及本体逐个进行了检漏，均未发现漏点。
经过判断不是电缆终端头与GIS罐体之间的密封问题。
（2）经过讨论、研究初步判断电缆内部发生内渗现象，就是电缆套管的嵌入导体与环氧绝缘体浇筑密封接触部分在温差变化较大的情况下，受温度影响，部分材料发生热胀冷缩，由于设备常年运行，部分材料老化，使接触面密封不良，导致SF6气体沿着电缆铠装层从电缆另外一侧泄漏。
GIS设备的SF6气体在线监测1 引言1.1 课题研究背景随着经济的不断发展，如今居民生活的用电量不断增加，在这个局势下，保证电力系统设备的安全、维修至关重要。
在电力系统设备中高压断路器是重要的开关设备，目前GIS设备主要靠SF6气体进行绝缘，因此SF6在线监测显得尤为重要。
1.2 SF6气体在线监测的意义目前，山西变电站电气设备安全运行是按照《六氟化硫电气设备运行、实验及检修人员安全防护细则》和《气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程》中的要求进行试验研究的，还要针对实验结果和该设备之前的实验结果进行比较，这样就可以判断出来该设备的变化规律和趋势变化，这样就可以判断是否让该设备继续运行。
据经验，SF6气体的在线监测，不仅可以诊断出电力设备系统是否正常运行，还可以为电力系统的正常运行提供保障，具体如下。
（1）发现安全隐患，全面预防事故发生。
根据SF6气体的在线监测数据，可以判断电力系统是否有不同于往常的状态。
（2）SF6气体的在线监测项目，可以节约时间，提高效率。
面对电力设备的停电实验，不仅耗时而且浪费经费，有了SF6气体的在线监测项目就可以免去这一系列的问题。
（3）可以达到及时关闭老化或者有运行问题的设备。
电力设备用的时间长了就会出现老化的问题，而我们不能立马觉察到，如果利用SF6气体的在线监测技术就可以及时发现并更换。
1.3 SF6气体在线监测的项目探究SF6气体，检测的项目包括以下几个方面。
SF6气体的压力；SF6气体的密度；SF6气体的微水含量；局部放电的检测。
在上述检测项目中，（1）针对的是GIS设备内SF6气体的压强大小。
（2）针对的是SF6气体的密集程度。
（3）针对的是SF6气体的湿度状态。
（4）针对的是SF6气体的绝缘局部隐形缺陷及故障的监测。
当发现SF6气压达到报警值时会自动报警，与此同时计算机会自动对设备故障进行诊断，并预报出来，其运行资料也会被数据库第一时间存储，这样可以为GIS 设备的安全运行维护与管理提供准确的依据。
基于年漏气率的SF6气体密度在线监测方法本文首先介绍了SF6气体密度在线监视系统的应用方式，分析了压力和密度测量型变送器的优缺点。
最后提出一种基于年漏气率的SF6气体密度在线监测方式。
标签：GIS;SF6气体密度表;年漏气率;在线监测;特高压变电站0 引言在我国的超高压、特高压工程项目中，GIS已作为输变电设备的主流产品[1-2]。
由于高电压等级设备造价高、重要性高，且GIS气室数量多，GIS设备的SF6气体密度监视均采用在线监测系统[3]。
SF6在线监测系统可以及时发现气体的泄漏及发展趋势，以防止GIS出现严重泄漏危及主设备安全，造成主设备损坏而影响电力系统的稳定运行。
如果每天观察压力曲线的趋势，工作量比较大，而且对于变化趋势，没有一个定量的判断。
因此，本文介绍了SF6气体密度在线监视系统的常规应用方式，最后提出一种基于年漏气率的SF6气体密度在线监测方式。
1 SF6气体密度在线监视系统的应用密度变送器作为SF6气体密度在线监视系统中直接安装于GIS设备上的测量元件，其准确性关系到整套在线监测系统的可靠性和测量精度。
目前密度变送器主要有两种类型，一种是测量SF6气体压力和温度的压力测量型变送器，一种是直接测量SF6气体密度的密度测量型变送器。
对于压力测量型变送器，其受温度影响较大。
即使压力变送器和温度变送器集成布置，且假设温度变送器周围的温度和GIS气室内的温度一样，实际计算压力仍受测量压力和测量温度两个测量误差的影響，而且还受补偿和修正方法影响。
因此，其与密度测量型变送器相比，测量结果准确性有待提高。
但压力测量型变送器的测量结果可以与机械式的气体密度表结果进行对比。
其次由于压力测量型变送器的温度传感器测量温度和GIS内温度不完全一样，当GIS内部发热过大时，压力测量型变送器可以间接判断GIS内部发热情况。
2 基于年漏气率的SF6气体密度在线监测2.1 方法提出的背景国家标准和国际电工委员会标准中规定相对年漏气率必须小于或等于1%。
GIS设备的实时状态监测技术篏IS设备具有众多优点,取得了越来越多的应用,也相应出现了一些问题。
对GIS设备常见的故障类型和故障比例进行了说明,指出SF6气体泄漏和局部放电是最常见和威胁性大的故障类型。
对这两种常见故障额实时监测方法进行了介绍和分析。
关键词：GIS 气体泄漏局部放电在线监测1、引言GIS设备由于其可靠性高,占地面积小、维护量小等优点,在我国电网中取得了越来越多的应用。
但GIS封闭的特点也决定其出现问题时不易被发现,也不易检修,因此在实际使用中,监测技术取得了越来越多的重视。
常规的方法中,仅仅对对六氟化硫（SF6）气体泄露的监测,以及采用辅助设备对GIS进行监测,但这些监测手段,对于发展较轻的故障形式,往往不易发现,具有较大的局限性,这就决定了GIS设备实时监测技术的发展方向[1,2]。
2、GIS设备的常见故障在GIS设备越来越多的应用中,逐渐发现了多种故障形式。
据统计,在常见的故障形式中,以SF6气体泄漏最为常见,约占总故障数量的50%。
其次分别是断路器操作机构缺陷、隔离开关机构缺陷,接地开关机构缺陷,三类机构缺陷约占总故障数量的三分之一。
最后是本体绝缘、气体微水超标等缺陷,数量较少,但发生后问题严重。
应当指出,SF6气体泄漏,是多种故障的表现形式。
这是因为GIS设备中充满着SF6,任何一点出现故障或缺陷,都有可能导致SF6气体的泄漏。
这也就导致了SF6气体泄漏监测设备即使发现气体泄漏,也很难查找出真正的故障类型和故障位置。
对GIS威胁更大的是局部放电,简称局放。
局放是反应GIS设备绝缘性能的关键参数之一,直接反应GIS绝缘性能的恶化,更能导致GIS设备绝缘性的进一步降低,直至故障发生。
因此,如果能对GIS局放进行有效的监测,将极大程度上避免故障的发生。
3、SF6气体泄漏的实时监测SF6是一种无色、无味、无毒、不易与空气混和的惰性气体。
SF6本身无毒,但是在高压电弧或高温的作用下,会分解出剧毒,即便是微量也能致命。
SF6泄露报警在线监测系统通用方案一、概述定量泄漏报警系统主要应用在变电站内35KV SF6开关室及500KV、220KV、110KV GIS室，对SF6组合电器设备室环境中SF6气体泄漏情况和空气中含氧量进行实时监测。
当发生SF6气体泄漏时，由于SF6气体的密度是空气的5倍多，积累于低层空间，并造成局部缺氧，引起重大事故。
本系统采用多组新型高灵敏度进口SF6-O2传感器及温、湿度传感器，当室内SF6及O2的浓度发生微小变化时，传感器立即能响应这一些变化，哪怕SF6浓度在10ppmv也能有效地监测。
传感器监测的浓度变化量通过变送器，A/D模块、485通讯模块及单片机控制转换成485通讯数字信号，通过现场RS-485总线将信号送至主控制器内，由主控制器进行数据处理和存储，并判断是否报警，启动风机及远程通讯等功能。
SF6气体作为目前发现的最稳定的温室效应气体，踞实验证明在10.5um处具有强烈的光谱吸收特性。
SF6激光变送器利用二氧化碳激光器、窄带滤光片、高灵敏低噪声光电探测电路、稳定的光斩波器等先进的设计方法和技术实现了对待测区域中SF6气体浓度的实时、在线高灵敏红外激光光谱遥测。
用激光光谱吸收技术检测，对SF6气体泄露检测，测量精度可高于百万分之一，检测分辨率达到1ppm量级，而且重复性好，稳定可靠，使用寿命长，定量分析，实现了大范围的连续空间的监测，操作简单，故障率少。
二、产品功能及技术指标系统分为三大模块：(1)、气体取样模块，主要完成各测量点气体分别取样功能；(2)、气体分析模块，主要完成SF6定量分析，O2定量分析、温湿度测量功能；(3)、主机及辅助功能模块，主要完成各模块协调工作，显示、报警、启动风机等功能。
2.1、取样模块（如图所示）功能与参数：检测点：12路+1路零点校准；可扩充到32路；样气流速：3L/min；气路管道可长达几百米；采样管道：外径Ø6 PVC管，内径Ø 4，由于内径小，可迅速置换完管道气体；取样方式：长寿命电磁泵，低噪声；内置5µ孔径的过滤器，可有效过滤空气杂质功能；工作电源：185～250VAC，防浪泳和雷击功能；尺寸：340×420×100。
SF6气体泄漏检测技术在某110kV GIS变电站的应用及缺陷分析摘要：SF6气体泄漏检测技术在电力系统特别是GIS变电站的重要性日趋显著。
文章以某110kV变电站110kVGIS间隔SF6气体泄漏为例，详述了SF6气体泄漏检测技术在带电检测中的应用，可以有效进行电力设备SF6气体泄漏点的查找和定位。
关键词：SF6气体泄漏检测技术；GIS变电站一、前言SF6是惰性气体，它在水中的溶解度特别低，对地表及地下水没有危害，不会在生态循环中累积。
在全球六种温室效应气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫）中，虽然二氧化碳气体对温室效应影响最大（占百分之六十），六氟化硫气体的影响只占0.1%，但由于六氟化硫气体单个分子对温室效应的影响为二氧化碳气体分子的两万多倍，所以六氟化硫气体对温室效应具有潜在的危害。
全球目前每年生产的六氟化硫气体有一半以上用于电力工业，其中高压开关设备占用气量的80%以上。
因此，必须合理正确地使用、管理六氟化硫气体，减少排放量，将其对环境的影响降至最小。
SF6气体泄漏检测技术从上世纪五十年代开始实施，在新安装和经过大修的设备检漏主要依靠真空监视和压力监测，运行设备通过压力表进行泄漏检测，受检测技术的限制，判断泄漏点主要还是采用肥皂水查漏的方法。
到了七十年代，根据SF6气体的负电性特征科研人员研发了卤素仪，并在八十年代开始，各大设备厂家、科研公司投入到检测技术的研发当中。
目前带电检漏仪器主要采用负电晕检测技术、电子捕获检测技术、负离子捕获检测技术、紫外电离检测技术、红外吸收技术、光声光谱技术、成像检漏技术这七种检测技术，本文只对后面使用的成像检漏技术进行详述。
成像检测技术是通过成像方式方便地观测气体泄漏的状况，在显示屏上以可见的动态烟云状形式显现出来，从而可以直观、快速、准确地发现并定位泄漏发生的位置。
与其他常用的方法相比，可以安全的在远距离对泄漏位置进行检测，保障了运行、检修人员不受触电和气体中毒的危险，而且减少了停电时间，可提高电力系统供电的可靠性，SF6气体泄漏激光成像技术的应用，大大提高了现场泄漏点查找的效率，并且操作简单、测试人性化。
