SF₆气体自身是一种绝缘性能优异的气体,它的击穿场强大概是空气的3倍,同时它的灭弧性能优异,因此被广泛用于电力设备气体绝缘中。SF₆气体的化学特性稳定,无毒、无味,密度大于空气密度,不易与空气混合。尽管SF₆自身无毒,但是研究表明,SF₆在电弧放电和水分参与下,会产生SOF2、SO2、SOF4和SO2F2等气体,生产的上述副产物都是剧毒物质,这些剧毒物质即使是微量的也足以致人非命。本文针对GIS室内站SF₆泄漏影响设备绝缘且泄漏所含的副产物对人员构成严重危险的问题,对SF₆浓度分布进行研究,建立SF₆扩散模型,并提出了借助浓度特征量实现泄漏源的定位的方法,并实现了检测设备的研制。首先对重质气体扩散模型进行介绍,并选择三维传递现象模型对SF₆的浓度分布进行研究,从理论角度论证了GIS站中存在SF₆泄漏情况下,SF₆气体浓度分布的规律可以通过测量并配合泄漏扩散模型的分析,并通过仿真对多种情况下的SF₆气体的分布进行研究。同时,结合GIS室内站的环境参数,建立了SF₆的扩散模型,通过对单泄漏源的模型求解为例,分析并进行浓度特征量的提取,以及给出了在单泄漏点和多泄漏点的情况下,借助浓度特征量进行泄漏源定位的方法。最终,结合所建立的扩散模型和泄漏源定位方法,研制了一套具备三维成像功能的SF₆泄漏检测系统,并在实际站点得到良好的应用,提高了对GIS变电站安全运行的监控能力,提高设备和运行人员的安全性,具有巨大的社会效益。最终的成果——SF₆泄漏检测的三维成像系统可以作为技术成果的具体形式,在推广过程中,具有良好的经济效益。