毕凡 邓剑平 乔胜亚
广东电网广州供电局 广州市 510410
摘要：SF6气体泄漏会影响高压电气设备的绝缘强度，危及电网的正常运行，所以SF6气体泄漏检测工作非常重要。传统的检漏方法需要在设备停电的状态下进行，红外检漏法也存在一定的局限性。本文提出一种新型的SF6泄漏检测技术，在带电状态下进行检测，精准定位泄漏点，定量分析其泄漏的严重程度，适用于各类以六氟化硫为绝缘介质的高压电气设备上。
关键词：六氟化硫；带电检漏；带电测试
1 引言
六氟化硫（SF6）气体是电力行业中广泛应用的绝缘介质，但SF6气体在电弧、局放、高温等条件下，会分解产生剧毒物质，且分解物遇水后生成强腐蚀性物质；另一方面，SF6气体泄漏会导致电气设备绝缘性能下降，直接影响到设备的正常运行及电网的安全。[1]
但是，目前常规使用的肥皂发泡液检漏法、局部包扎法都需要在设备停电的条件下进行，而红外成像检漏法则存在有成像死角、受现场风向、背景温差等问题。[2]
本文提出一种新型的SF6带电检漏测试法，将SF6探测器置于绝缘操作杆顶部，测试结果通过蓝牙传输至控制主机，实现试验人员与高场强区域的有效隔离，能对泄漏点进行不停电的定量泄漏检测。
2 SF6设备漏气的原因及后果
为保证设备绝缘强度，SF6电力设备的充气气压一般在0.5~0.7MPa，高压气体对设备本身的气密性是重大的考验。
如果SF6设备的密封环节出现不良变化，出现气体泄漏点，一方面会使设备内部的SF6高压气体向外界泄漏，导致设备内部SF6气体密度下降，其绝缘及灭弧性能下降；另一方面也会使大气中的水蒸气往设备内部渗透，可能造成绝缘件的表面闪络放电，同时也会与SF6的分解产物发生化学反应，生成氢氟酸、等强酸性物质，腐蚀设备内部的各种元件，缩短设备的正常使用寿命。[3]
3 常规检漏方法分析
目前，SF6设备密封性试验的主要方法有：肥皂发泡液检漏法、停电局部包扎检漏法、红外检漏法。
肥皂发泡液检漏法是将发泡液涂在被检部位，如起泡则表明该处有泄漏点。这种检测手段有明显的缺点：检漏时的水分容易进入设备，导致设备内部的材料受到腐蚀。[4]
停电局部包扎法是SF6检漏测试的主要方法。该方法的特点是只包扎设备的局部，如密封法兰、管路接头等，存在以下缺点：1.不能进行精准定位；2.增加了设备停电带来的成本。[5]
红外检漏技术，利用SF6和空气红外辐射强度的不同，将无色的SF6气体从背景图像中分离出来，实现在特定背景下对漏气设备的远距离观察。但是，红外检漏存在成像视角的盲区，，而且检测精度还受现场风速以及环境背景温度的影响。[6]
4 带电检漏法技术关键点
带电检漏目前尚无较为安全可靠的方法。其主要原因是带电检漏存在高场强作业的人身和设备风险，首先是传统的检漏设备无法在高场强的条件下进行测试，其次是如何将测试人员与高场强有效隔离。
5 带电检漏装置改造
对SF6气体检漏装置进行改良研发，实现在强电场环境下的检漏测试，减少设备的停电时间，提高检修试验人员的工作效率。
本次改造的思路是：通过绝缘杆将检漏探测器伸到半空中的设备被检部位，测试人员在地面进行遥控和遥测，保障了人身安全及设备运行的风险。
（1）便携式小型检漏仪的开发，调研分析几类常见的检漏仪，综合费用成本、检测精度、仪器重量等因素，选择检漏仪的原理，确定具有可行性的方案，并对其进行进一步的小型化试制；
（2）研究无线控制和测量策略，使测试人员能够对检漏仪进行无线操控，实现无线遥控和遥测，以实现试验人员与高场强区域的空间隔离；
（3）研制相应的绝缘杆，能将检漏仪固定在绝缘杆上。该绝缘杆需要具备足够的绝缘性能及机械强度；
（4）研究相应的电磁屏蔽策略，用于探测器上，保护探测器内的电子元件免受强电场环境干扰，同时防止发生击穿事故。
6 变电站实测案例
某220kV变电站220kV GIS间隔A相开关气室平均每三个月需要补气一次。为准确定位泄漏点及定量分析其泄漏的严重性，试验人员对该设备进行气体泄漏检查性对比测试。
测试使用到的仪器有：红外检漏仪、定量检漏仪Q200以及自主研发的带电检漏仪。
通过现场对比试验，总结出以下经验：红外检漏仪对于泄漏量比较大（大于150ppm）的情况，能比较清晰、明显的辨别出泄漏的轨迹，也能比较准确地找到泄漏点的位置。但是对于泄漏量比较小的点，加上受限于仪器精度、现场的风速风向及环境背景温差的影响，几乎不能识别出泄漏状况。
Q200定量检漏仪无法显示超出监测量程（180ppm）的泄漏量，而且不能在强电场环境下进行测量。使用手持式的测试枪，也不便于对位于高空中的泄漏点进行测试。
带电检漏仪通过绝缘杆将SF6探测器自由灵活地伸到设备被检部位，免去测试人员需要登高作业的风险。可自由弯曲变形的气管设计，也能使探测器更贴近、吻合疑似泄漏部位的具体位置。
本套测试装置也有更宽的测试量程（0-500ppm），能对不同的泄漏点进行定量测量，直观地比较出其泄漏的严重程度。其测量灵活性和操作性均优于Q200定量检漏仪，在高处和部分红外检漏仪观察死角处均能灵活操作，同时能够定量判断SF6泄漏量，现场SF6泄漏检测效能得到大幅提高。
目前，新研发的带电检漏仪已应用20余次，减少变电站设备停电时间超1000小时，节省试验工时超200小时。
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7 结论
根据设备的具体情况以及试验人员的运维经验，建议将传统的停电局部包扎法、红外成像检漏法以及本次提出的带电检漏新方法相结合，对设备进行泄漏点检测、定位和危害性评估，提出合理化检修试验方案，保障电网的安全运行。
参 考 文 献
[1]张亚平, 徐基光, 葛云. 带电检测SF6设备泄漏的实践[J]. 第一届电力安全论坛论文集: 252-259.
[2]徐超, 王凯, 郭跃勇, 郭红旭. SF6电气设备泄漏检测技术[J]. 电测与仪表, 2016, 53(15A): 28-32.
[3]王艳华, 王小朋, 苏展. 多种检漏技术在GIS设备泄漏中的应用[J]. 电工技术, 2016, 7(A): 75-77.
[4]陈绍锋, 张忠辉, 郭宏伟. SF6气体泄漏的原因分析及检漏方法应用[J]. 电子世界, 2016, 527.
[5]辛夫, 吴雪峰. SF6电气设备塑袋包扎检漏方法误差分析及检漏仪的现场校验[J]. 高压电器, 2011, 47(6): 83-86.
[6]曾令甫, 张良伟, 马进明, 王栋. 高压电气设备SF6检漏方法比较和应用[J]. 山东电力技术, 2016, 43(6): 37-42.