電力系統(tǒng)紅外氣體檢漏成像技術(shù)應用

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摘要：隨著以SF6氣體為絕緣介質(zhì)設備（GIS、開關(guān)等）的廣泛應用，電力系統(tǒng)對供電可靠性的要求也越來越高。由于變電設備長年運行于野外，受氣象、密封設備老化等因素影響，SF6氣體泄漏事故時有發(fā)生，給企業(yè)造成了重大經(jīng)濟損失，因此準確定位泄漏點對設備的安全運行顯得至關(guān)重要。紅外氣體檢漏成像技術(shù)的出現(xiàn)恰好解決了這個問題，它能有效、直觀地檢測到GIS、開關(guān)等設備泄漏情況，為帶電檢測提供了新的強大的診斷手段。與傳統(tǒng)泄漏檢測手段相比，紅外氣體檢漏成像技術(shù)無疑是一次革命，極大地提升了檢測效果?，F(xiàn)對該技術(shù)的工作原理、優(yōu)點和應用效果進行了分析。實踐證明，紅外氣體檢漏成像技術(shù)的應用，大大提高了設備故障點的全面檢測能力，為變電設備的可靠性研究提供了綜合手段。

關(guān)鍵詞：SF6氣體；安全運行；泄漏檢測

引言

SF6是一種無色、無味的氣體，常溫下無腐蝕性，性能穩(wěn)定，有著優(yōu)良的絕緣、滅弧能力，廣泛應用于高低壓電力系統(tǒng)中，但是SF6氣體泄漏后不僅對環(huán)境有害（它是一種溫室效應氣體，造成的影響是二氧化碳氣體的23900倍），而且拉弧后的SF6氣體對人體有害（含硫的低氟化物，遇水和氧氣時會與電極材料、水分發(fā)生反應，分解出有毒或劇毒氣體，損害人體的呼吸系統(tǒng)），因此，對SF6氣體進行檢測極為必要。紅外氣體檢漏成像技術(shù)可廣泛應用于電力設備泄漏檢測，不僅不需要停電，而且可以有效保障檢修人員的安全。與傳統(tǒng)的檢測方法相比，紅外氣體檢漏成像技術(shù)可靠性高、效率高，是一種值得推廣應用的新測試方法。

1紅外氣體檢漏成像技術(shù)的工作原理

紅外氣體檢漏成像技術(shù)是集氣體檢漏和紅外測溫于一體的高性能技術(shù)，也是目前最先進的SF6氣體泄漏檢測技術(shù)。紅外氣體檢漏成像技術(shù)不需要激光發(fā)射，不僅攜帶方便（減輕儀器重量，減少附屬設施），而且對人體不會造成傷害（激光會對人體造成傷害），它根據(jù)紅外吸收強弱特性，使通常看不見的氣體泄漏在紅外探測器及先進的紅外探測技術(shù)的幫助下變得可見（圖1），并實時成像記錄泄漏情況，為用戶提供可靠的檢測維修依據(jù)。

2紅外氣體檢漏成像技術(shù)的優(yōu)點

（1）采用最先進的制冷型量子阱探測器。（2）熱靈敏度高，可達0.015℃。這一技術(shù)使拍攝采集的圖像、影像質(zhì)量更清晰、更細膩，在檢測過程中更容易發(fā)現(xiàn)SF6氣體泄漏。（3）檢測靈敏度高，可達1μL/s，在檢測補氣周期為一年以上的泄漏設備時，可快速準確找到泄漏點（1μL/s流量時泄漏點可見的最大距離為5.5m）。（4）檢測距離遠，檢測室外CT泄漏時，可在30m內(nèi)準確、快速地完成檢測。（5）畫質(zhì)清晰度高，成像非常清晰，畫面細膩，容易看到微小氣體泄漏，并準確定位微小泄漏點。（6）性能指標和實際檢測效果好。

3紅外氣體檢漏成像技術(shù)應用效果

華陽新材料科技集團有限公司礦區(qū)110kV變電站自GIS設備改造以來，設備運行極不穩(wěn)定，發(fā)生了多起漏氣故障。據(jù)統(tǒng)計，2015—2020年一共發(fā)生7起GIS設備漏氣事故（三類），使用紅外氣體檢漏成像技術(shù)均在短時間內(nèi)查找到了泄漏點。

3.1第一類故障：

110kV進線線路PT氣室壓力表漏氣2019-11-13T22：17，崗位人員巡檢時發(fā)現(xiàn)長礦1#線119線路PT氣室壓力降至0.42MPa（底座橡膠老化，壓力表傾斜嚴重），接近報警值（0.4MPa），使用紅外氣體檢漏成像儀發(fā)現(xiàn)長礦1#線119線路PT氣室壓力表漏氣。

3.1.1采取的措施（1）申請電調(diào)將110kV進線長礦1#線119線路停電隔離，投入備用線路運行。（2）檢修人員使用壓力表專用堵頭封住PT氣室逆止閥，壓力表漏氣故障消失，隨后更換該壓力表，充SF6氣體，送電恢復正常。

3.1.2避免的損失使用紅外氣體檢漏成像儀及時發(fā)現(xiàn)了故障部位，通過隔離故障點避免了該趟線路故障停電及設備損壞事故的發(fā)生。

3.2第二類故障：

110kV進線母線側(cè)刀閘氣室漏氣2019-12-26T11：02，崗位人員巡檢時使用紅外氣體檢漏成像儀發(fā)現(xiàn)長礦2#線118-2DS刀閘氣室漏氣。

3.2.1采取的措施（1）申請電調(diào)將110kV故障進線及母線隔離，單母線運行。（2）檢修人員拆開118-2DS刀閘氣室后發(fā)現(xiàn)，刀閘操作機構(gòu)聯(lián)軸處密封圈變形，隨后進行了密封圈更換、氣室抽真空、充氮氣干燥、充SF6氣體等操作，送電恢復正常。

3.2.2避免的損失該漏氣部位比較隱蔽，使用老式檢漏儀（圖2）不能檢測出微漏，使用紅外氣體檢漏成像儀直接檢測出刀閘操作機構(gòu)聯(lián)軸處漏氣，及時進行了故障點隔離，避免了大面積停電事故的發(fā)生。3.3第三類故障：110kV母線PT氣室漏氣2020-12-08T21：53，崗位人員使用紅外氣體檢漏成像儀發(fā)現(xiàn)110kVⅠ段母線PT（1YH）氣室快速漏氣故障（圖3），無法運行，造成海礦1#線111線路電能表不能采集到母線電壓，電能表計量故障，使該站缺少正常結(jié)算外購電量的依據(jù)；后臺機遙測數(shù)據(jù)異常，有功功率無法采集計算，影響該站人員正常的監(jiān)盤工作，安全壓力增大。

3.3.1采取的措施（1）2020-12-08T21：58，拉開110kVⅠ段母線PT（1YH）1BY-DS刀閘，隔離漏氣PT氣室，并落實應急措施。（2）2020-12-11T18：00，檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)PT氣室防爆口處泄漏，不僅防爆片、防爆片蓋板、壓接法蘭、泄壓板、螺栓銹蝕嚴重（圖4），而且密封圈損壞（圖5），隨即進行了相應配件的更換、抽真空、充氮氣干燥、充SF6氣體操作，送電恢復正常。

3.3.2避免的損失該漏氣部位較高（該部位距地面3m，并且泄漏點朝正上方），巡檢時若不使用梯子，老式檢漏儀無法觸碰到泄漏部位，然而使用紅外氣體檢漏成像儀可在人員不靠近設備的情況下，直接檢測出PT氣室防爆口處泄漏點，為停電隔離故障點爭取到了寶貴的時間，避免了設備損壞及人員傷亡事故的發(fā)生，否則將造成惡劣的社會影響。綜上所述，一旦發(fā)生GIS設備漏氣事故將直接影響到用戶的安全生產(chǎn)，故使用紅外氣體檢漏成像技術(shù)進行檢漏定位，盡早排除故障至關(guān)重要。

4結(jié)語

紅外氣體檢漏成像技術(shù)是高性能、高標準的檢測技術(shù)，真正達到了增效、安全、環(huán)保的目的，是電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，定能為電力系統(tǒng)提供更好的服務。該項技術(shù)的應用，達到了預期效果，具有較高的應用價值和推廣意義。

作者：楊俊峰 單位：華陽新材料科技集團有限公司發(fā)供電分公司