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摘要：由于操作不当和设备老化等原因易诱发SF6气体泄漏。由于GIS设备均处于全封闭状态，且其内部结构紧凑、工艺复杂，所以一旦发生SF6气体泄漏将会造成较大事故，其修复难度及修复时间亦大于其他充气设备，会对GIS设备及电力系统安全运行造成破坏性影响。本文就GIS设备SF6气体泄漏原因、危害、检测及预防措施进行分析，可供参考。
关键词：GIS设备;SF6气体泄漏;检测
1分析GIS设备气体泄漏原因及危害
1.1GIS设备气体泄漏原因
GIS设备具有多个接口，工艺技术比较复杂，因此相比于其他SF6重启设备来说，在确定漏气原因方面具有更高难度。本文将SF6气体泄露原因总结为以下几个方面。
（1）设计施工缺陷：现场安装时，施工人员由于未按照要求对接尺寸导致设备局部受力超出设计能力;波纹管不足、母线仓过长导致GIS设备缺乏足够调整距离;设备平衡设计不合理导致移动中发生尺寸偏移。
（2）制造安装缺陷：生产厂家在生产盆式绝缘子、法兰件和铸件时没有按照标准流程执行，这样就会使上述设备构件出现砂眼或裂纹等问题，导致设备密封圈尺寸设计不合理，再加上防水不标准，极易导致SF6气体泄露。
（3）自然环境缺陷：“O”型圈进水受潮;密封胶、密封件老化导致漏气;热胀冷缩导致设备变形;GIS设备运行中振动导致设备受损。
1.2GIS设备气体泄漏危害
SF6气体在常温条件下无色无味，具有较高的分解温度和绝缘性能，属于优良电绝缘介质。在GIS设备中SF6气体泄露会产生以下问题。
（1）当GIS设备发生异常发热、局部放电（PD）等现象时，会使SF6分解为低氟化物及游离态氟，当环境中为纯净SF6时，这些分解物将随着温度的降低迅速复合还原为SF6，但由于GIS设备还包含微量空气、水、油等成分，使分解物转变为SO2、SOF2、H2S等强酸性稳定气体，这些气体会腐蚀设备中金属部件及密封绝缘材料，从而使GIS设备的绝缘能力下降，影响其使用寿命。GIS设备中所产生毒气也会对运行检修人员的身体健康造成影响。
（2）GIS设备中绝缘和灭弧介质与SF6气体性能和压力有关。按照相关研究显示，压力为0.3MPa时，绝缘性能会与传统绝缘油污相同，所以GIS设备气体泄漏会使电力性能降低。
（3）SF6气体的温室效应约为CO2的23900倍，其泄漏会对大气环境造成严重影响。
（4）目前针对GIS设备漏气现象，为保证GIS设备的正常运行，当漏气发生时，需及时补充SF6气体，而充入的SF6气体又带有微量水，使GIS中水含量进一步增加，降低设备使用寿命。
（5）SF6价格偏高，且SF6设备在电力系统中应用广泛，如频繁补充，不利于电力系统的经济运行。
2分析GIS设备中气体泄漏检测方法
2.1传统检测方法
传统检测方法包括包扎检测法和皂水检测法，其中包扎法是使用轻薄材料将漏气部位包扎起来，受气体泄露影响，包扎材料会鼓起，此时能够明确泄露位置和泄露量，然而该种方法需要多次比对确定，并且会受到操作人员经验和风速影响。皂水法主要是将可疑部位涂抹皂水，并对漏气情况进行观察分析，此种方法性价比高，但是在实际应用时工作量比较大，不能对具体泄露速度进行測算。以上方法均需要检测人员深入到GIS设备中，待测设备必须停机，避免检测受设备运行影响。另外，在现场运行中也出现一些改进方法，如检测精度包扎法，该方法是在较大可能出现漏气的位置用柔软且轻薄材料进行包扎，然后配合使用便携式气体检漏仪在GIS设备表面快速移动，待气体沉淀一段时间后，重点检测包扎部位。当检测到SF6气体时，高敏设备会根据不同气体浓度发出不同警告，检测精度包扎法有较大提高，但具体位置的确定仍然需要多次测试，并且受现场环境影响较大。
2.2红外成像法
红外成像法是指利用红外光穿透气体后，气体会吸收频率谱线光。SF6气体吸收光谱集中在10.6μm。基于此，通过滤波器能够确保显示窄播带，此时就会形成画面。红外检测仪联合成像技术能够对泄露点进行快速检测，并且通过图像化方式显示出来。当设备中无SF6气体泄漏时，图像显示无明显变化。当气体泄漏产生时，由于SF6对特性频率红外光具有吸收作用，在气体泄漏部位形成烟雾状阴影。且其阴影清晰度可随泄漏浓度发生变化。通过判断阴影清晰度及阴影走势方向即可判断泄漏点及泄漏速度。红外检漏仪原理如图1所示。
应用红外成像法进行检测的设备价格较为昂贵，但可以实现实时监控和远程监控泄露点，不需要停机处理。但大气中包含多种类型光，会影响红外成像法检测结果，还会对SF6气体泄露检测结果造成影响。所以利用该方法进行检测，对精度要求比较高，必须对不同光之间的差别细小差别进行区分。虽然红外检测法存在不足，但是在现有检测技术中还是比较先进的，所以在各配电场也得到了广泛应用。
2.3激光检漏法
SF6激光成像检漏仪的原理是：由激光发射器向待检区域发射激光，激光摄影机捕捉被背景散射回的反向激光并成像。当GIS设备无泄漏时，成像与太阳光成像无异。当GIS设备发生泄漏时，由于部分激光被吸收，激光摄像机所捕捉图像形成与无泄漏时不同的图像，SF6泄漏越大，图像差别就越明显。激光检测法可将不可见的SF6气体在视频中展示出来，并能方便观测到泄漏点和泄漏方向。
激光检漏法可对设备进行远距离检测，并能在成像仪上展示出SF6气体，这样能够及时发现SF6气体泄露。相比于传统检漏方法来说，激光检漏技术能够确保检测结果的准确性和可靠性，并且在检测期间不需要对GIS设备进行停机操作，全面确保电力系统运行稳定性。
3结语
本文针对GIS设备SF6气体泄漏进行分析，总结SF6泄漏原因及危害，阐述当前主要使用的SF6气体泄漏检测方法。
参考文献
[1]声发射技术检测GIS气体泄漏方法研究[J].马朋飞，史腾飞，刘荣海，段新会，常喜茂，杨迎春，郑欣.高压电器.2018（08）
[2]GIS中SF6气体不同泄漏位置红外成像分析与处理[J].纪巍，王琪，杨玉新.内蒙古电力技术.2017（03）
[3]SF6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究[J].程伟，苏镇西，马凤翔，朱峰，刘子恩，王海飞，刘添天.高压电器.2016（12）
关键词：GIS设备;SF6气体泄漏;检测
1分析GIS设备气体泄漏原因及危害
1.1GIS设备气体泄漏原因
GIS设备具有多个接口，工艺技术比较复杂，因此相比于其他SF6重启设备来说，在确定漏气原因方面具有更高难度。本文将SF6气体泄露原因总结为以下几个方面。
（1）设计施工缺陷：现场安装时，施工人员由于未按照要求对接尺寸导致设备局部受力超出设计能力;波纹管不足、母线仓过长导致GIS设备缺乏足够调整距离;设备平衡设计不合理导致移动中发生尺寸偏移。
（2）制造安装缺陷：生产厂家在生产盆式绝缘子、法兰件和铸件时没有按照标准流程执行，这样就会使上述设备构件出现砂眼或裂纹等问题，导致设备密封圈尺寸设计不合理，再加上防水不标准，极易导致SF6气体泄露。
（3）自然环境缺陷：“O”型圈进水受潮;密封胶、密封件老化导致漏气;热胀冷缩导致设备变形;GIS设备运行中振动导致设备受损。
1.2GIS设备气体泄漏危害
SF6气体在常温条件下无色无味，具有较高的分解温度和绝缘性能，属于优良电绝缘介质。在GIS设备中SF6气体泄露会产生以下问题。
（1）当GIS设备发生异常发热、局部放电（PD）等现象时，会使SF6分解为低氟化物及游离态氟，当环境中为纯净SF6时，这些分解物将随着温度的降低迅速复合还原为SF6，但由于GIS设备还包含微量空气、水、油等成分，使分解物转变为SO2、SOF2、H2S等强酸性稳定气体，这些气体会腐蚀设备中金属部件及密封绝缘材料，从而使GIS设备的绝缘能力下降，影响其使用寿命。GIS设备中所产生毒气也会对运行检修人员的身体健康造成影响。
（2）GIS设备中绝缘和灭弧介质与SF6气体性能和压力有关。按照相关研究显示，压力为0.3MPa时，绝缘性能会与传统绝缘油污相同，所以GIS设备气体泄漏会使电力性能降低。
（3）SF6气体的温室效应约为CO2的23900倍，其泄漏会对大气环境造成严重影响。
（4）目前针对GIS设备漏气现象，为保证GIS设备的正常运行，当漏气发生时，需及时补充SF6气体，而充入的SF6气体又带有微量水，使GIS中水含量进一步增加，降低设备使用寿命。
（5）SF6价格偏高，且SF6设备在电力系统中应用广泛，如频繁补充，不利于电力系统的经济运行。
2分析GIS设备中气体泄漏检测方法
2.1传统检测方法
传统检测方法包括包扎检测法和皂水检测法，其中包扎法是使用轻薄材料将漏气部位包扎起来，受气体泄露影响，包扎材料会鼓起，此时能够明确泄露位置和泄露量，然而该种方法需要多次比对确定，并且会受到操作人员经验和风速影响。皂水法主要是将可疑部位涂抹皂水，并对漏气情况进行观察分析，此种方法性价比高，但是在实际应用时工作量比较大，不能对具体泄露速度进行測算。以上方法均需要检测人员深入到GIS设备中，待测设备必须停机，避免检测受设备运行影响。另外，在现场运行中也出现一些改进方法，如检测精度包扎法，该方法是在较大可能出现漏气的位置用柔软且轻薄材料进行包扎，然后配合使用便携式气体检漏仪在GIS设备表面快速移动，待气体沉淀一段时间后，重点检测包扎部位。当检测到SF6气体时，高敏设备会根据不同气体浓度发出不同警告，检测精度包扎法有较大提高，但具体位置的确定仍然需要多次测试，并且受现场环境影响较大。
2.2红外成像法
红外成像法是指利用红外光穿透气体后，气体会吸收频率谱线光。SF6气体吸收光谱集中在10.6μm。基于此，通过滤波器能够确保显示窄播带，此时就会形成画面。红外检测仪联合成像技术能够对泄露点进行快速检测，并且通过图像化方式显示出来。当设备中无SF6气体泄漏时，图像显示无明显变化。当气体泄漏产生时，由于SF6对特性频率红外光具有吸收作用，在气体泄漏部位形成烟雾状阴影。且其阴影清晰度可随泄漏浓度发生变化。通过判断阴影清晰度及阴影走势方向即可判断泄漏点及泄漏速度。红外检漏仪原理如图1所示。
应用红外成像法进行检测的设备价格较为昂贵，但可以实现实时监控和远程监控泄露点，不需要停机处理。但大气中包含多种类型光，会影响红外成像法检测结果，还会对SF6气体泄露检测结果造成影响。所以利用该方法进行检测，对精度要求比较高，必须对不同光之间的差别细小差别进行区分。虽然红外检测法存在不足，但是在现有检测技术中还是比较先进的，所以在各配电场也得到了广泛应用。
2.3激光检漏法
SF6激光成像检漏仪的原理是：由激光发射器向待检区域发射激光，激光摄影机捕捉被背景散射回的反向激光并成像。当GIS设备无泄漏时，成像与太阳光成像无异。当GIS设备发生泄漏时，由于部分激光被吸收，激光摄像机所捕捉图像形成与无泄漏时不同的图像，SF6泄漏越大，图像差别就越明显。激光检测法可将不可见的SF6气体在视频中展示出来，并能方便观测到泄漏点和泄漏方向。
激光检漏法可对设备进行远距离检测，并能在成像仪上展示出SF6气体，这样能够及时发现SF6气体泄露。相比于传统检漏方法来说，激光检漏技术能够确保检测结果的准确性和可靠性，并且在检测期间不需要对GIS设备进行停机操作，全面确保电力系统运行稳定性。
3结语
本文针对GIS设备SF6气体泄漏进行分析，总结SF6泄漏原因及危害，阐述当前主要使用的SF6气体泄漏检测方法。
参考文献
[1]声发射技术检测GIS气体泄漏方法研究[J].马朋飞，史腾飞，刘荣海，段新会，常喜茂，杨迎春，郑欣.高压电器.2018（08）
[2]GIS中SF6气体不同泄漏位置红外成像分析与处理[J].纪巍，王琪，杨玉新.内蒙古电力技术.2017（03）
[3]SF6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究[J].程伟，苏镇西，马凤翔，朱峰，刘子恩，王海飞，刘添天.高压电器.2016（12）