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如何检测六氟化硫绝缘设备是否泄漏?


随着SF6气体绝缘的电气设备数量的日趋增多,以及提高其运行可靠性专项工作在电力系统中的深入开展,缺陷和隐患基本在生产制造、出厂试验、交接及运行维护等各环节中就被发现和消除,从而极大程度避免了事故的重复发生,但是SF6气体绝缘的电气设备漏气现象仍是难以避免和彻底杜绝的常见问题。

SF6气体绝缘的电气设备发生泄漏的主要原因包括:生产工艺不良,外壳上有砂眼,密封材料质量欠佳;现场安装质量不高,密封面处理不到位;设备运行中发生振动,如开关分合、变压器运行中的振动,密封材料老化等原因

肥皂泡法


实现方法
在疑似点涂抹肥皂水,观察是否产生气泡,据此判断是否存在SF6气体泄漏。

优缺点
检测方法简单,无需贵重仪器,但检测精度差,检测具有盲目性,检测周期长不适合普测。

包扎法

实现方法
在疑似点包扎塑料袋,静置规定的时间后采用定量检测仪检测包扎部位的SF6气体浓度来判断是否漏气。

优缺点
可以实现定量检测,但容易受到环境温度、气压、包扎塑料袋体积、检测仪器等的影响。

真空法

实现方法
对于尚未充气的SF6气体绝缘的电气设备,将设备各部分抽真空至约133Pa,并静置4h及以上,通过检测真空度下降与否判别是否漏气。

优缺点
适用于出厂检测,不能实现带电测试,应用的局限性较大。

卤化物检测法

实现方法
利用金属铂的“卤素效应”判别检测点是否漏气。

优缺点
可以定量计算出泄漏点的泄漏速度、气体浓度等具体参数,测量精度不高。

超声波法

实现方法
在温度、压强相同的条件下,求待测气体浓度便可转化为求混合气体平均声速的问题,采用相位差法测声速,即在发射超声波的同时开始脉冲计数,直到检测到回波信号的幅值超过一定阈值后停止计数,再与计数周期相乘便得到超声传播时间,固定的传播距离除以该时间即为声速。

优缺点
测量精度受振动、噪声干扰以及超声波在气体介质中衰减的影响较大。

声波法

实现方法
利用声音在SF6气体中的传播速度小于在大气中的传播速度的特点进行检测。

优缺点
检测方法简单,但灵敏度很低,受限于环境中SF6气体的所占比例。

气敏半导体法

实现方法
利用气敏半导体吸附气体后阻值的变化来判定所吸附气体的种类和浓度,从而判别是否发生泄漏。

优缺点
使用历史比较久,技术相对比较成熟,检测灵敏度尚可。

电化学法

实现方法
利用电化学气体传感器测量电流值,通过间接计算SF6气体在被检部位附近环境中的浓度实现。

优缺点
测量精度高,但是传感器容易发生饱和,而且零点漂移会随着测量精度的提高而增大。

热导检测器法

实现方法
通过不同气体后,热敏元件的阻值变化不同,检测电路中电流也随之变化,根据电流变化值和气体的热导系数可以计算出SF6气体浓度。

优缺点
检测结果受气流稳定性的影响较大,检测结果不直观,需要计算分析,不便于现场应用。
示踪法

实现方法
利用SF6气体的吸附特性,加入可被SF6分子吸附的物质进行标记,间接测量SF6气体浓度。

优缺点
检测精度高,需要使用辅助气体,仅限于实验室研究,在现场难以操作。

湿敏传感器法

实现方法
利用漏点处会发生温度与湿度变化以及变化与泄漏速度呈正相关的特征来确定漏点以及泄漏速度和严重程度。

优缺点
对温度、湿度传感器的灵敏度要求高,且无典型应用案例,仅处于理论研究阶段。

紫外线电离法

实现方法
通过对比检测仪器的输入与输出波形来判断是否发生泄漏,输出波形的滞后时间代表泄漏的SF6量。

优缺点
SF6泄漏程度可以通过波形直观反应,测量精度尚待提高。

激光成像法

实现方法
对被检部位发射激光,反向散射激光进入激光摄影机成像系统,SF6气体会吸收激光能量,利用反向散射激光差异引起的成像差异来判定是否存在泄漏。

优缺点
属于间接目视检测,检测结果精度高,但激光器成本高且体积庞大,不便于现场检测。

红外成像法

实现方法
利用SF6气体比空气对特定波段红外线有更强的吸收能力这一特性,采用后向散光成像技术进行成像。当被检测区域存在SF6气体时,由于SF6气体对10.3~10.7μm波段的红外光线具有强烈的吸收作用,所以此时反射到检测设备的红外线能量因吸收作用而急剧地减弱,SF6气体在检测仪的显示屏上显示为黑色的烟雾状。此时,检测人员便可以方便直观地定位SF6气体泄漏源。

优缺点
非接触式带电测试,对于微量SF6气体泄漏能够实时捕捉、清晰成像、准确定位。

氦质谱检漏法

实现方法
利用氦质谱检漏技术,采用真空法对被检工件进行漏率检测,并对氦气进行回收利用。首先对对被检工件抽空后充入一定压强的氦气,真空箱与检漏仪的检漏口相接,若被检工件有泄漏,则漏入真空箱的氦气可通过检漏仪测出。与被检工件相连的是充气回收装置,在检漏前后分别实现氦气的充注和回收。最后检测完毕产品内充注SF6。

优缺点
检测精度最高,需要使用辅助气体(氦气),可靠型好、检测不受温度、湿度等环境影响。采用自动化设备,不需要人工干预即可实现自动化生产,此方法广泛应用于开关柜、充气柜出厂检验。缺点是设备相对昂贵,一次性投入较高。




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