安 滨，陈仁刚，吕 楠，朱思萌

（1.国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118；2.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东 枣庄 277800）

红外检漏技术在SF6电流互感器中的应用

安 滨1，陈仁刚1，吕 楠1，朱思萌2

（1.国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118；2.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东 枣庄 277800）

介绍了检修现场应用的SF6电气设备检漏技术的基本原理。通过一起SF6电流互感器气体泄漏的处理方法及过程，证明了红外成像检漏技术对SF6气体泄漏点准确定位的有效性，同时针对漏气原因，从日常检修、设备制造及现场安装等方面提出了相应的预防措施，具有较强的现场指导意义。

SF6电流互感器；红外成像；气体检漏；密封状况

0 引言

SF6气体具有绝缘强度高、灭弧能力强、化学性能稳定等特点，以SF6气体作为绝缘介质的电流互感器广泛应用于电网当中。目前，500 kV变电站敞开式设备区的电流互感器大多为SF6气体绝缘电流互感器，其内部SF6气体压力通常为0.4-0.5 MPa。当SF6电流互感器出现密封不良问题时，内部的SF6气体会因为内外压差泄漏到大气当中。SF6气体如发生泄漏，一方面会引起电流互感器的绝缘强度下降，给电流互感器的安全稳定运行带来风险；另一方面SF6气体作为一种强温室效应的气体（其温室效应是同等质量CO2的23 900倍），大量泄漏会严重破坏大气环境。

当SF6电流互感器发生漏气时，通常需要检修人员不断补气以维持额定压力。在补气的过程中，如果操作不当或者管路密封不严，外界水分会大量渗入设备，导致SF6气体湿度增加，严重时会导致电网绝缘事故。同时，SF6气体价格昂贵，大量补气会导致设备维修成本大量增加，因此快速查找SF6气体的泄漏部位具有十分重要的意义。

1 常用SF6气体检漏方法

SF6电流互感器通过密度继电器对SF6气体的压力进行实时监测，当发现气体压力低于额定压力或者达到闭锁报警值时，需要立即对设备进行检漏，查找漏气点。目前对SF6充气设备进行气体检漏的方法主要有2种，为皂水法和局部包扎法。

皂水法是对易漏部位涂抹肥皂水，进行观察。此法成本低廉，可以直观观察到漏气现象，但是需要对易漏部位逐个涂抹，工作量大，可操作性差，在现场较少采用。局部包扎法是将可能漏气的部位用密封性能好的塑料袋包扎起来，经过一段时间的静置后，用便携式气体检漏仪对塑料袋中的气体进行检查，通过检漏仪的报警情况判断该部位是否有气体泄漏。局部包扎法在现场应用较多，但此种方法只能找到泄漏面，无法对泄漏点进行精确定位，而且在现场应用时，易受现场风力条件的影响，风力较大时容易造成误报警。以上2种检漏方法最主要的缺点是不能对带电设备进行检漏，只能在停电条件下进行，且耗时较长，不能满足现场快速检测的要求。

光学检漏技术是近年来兴起的新型检漏技术，较为成熟的有激光检漏技术和红外检漏技术。这2种技术都是利用SF6气体的红外吸收特性强于空气的特点，使平时不可见的SF6气体在视域中显现出来，并能在设备带电的情况下进行气体检漏，无需接触设备就可实现对泄漏点的检测，保证了工作人员的人身安全，大大提高了现场的检修效率。但激光检漏仪不能对体积较小的设备进行全方位检漏，存在检测死角；而红外检漏仪无需激光发生器，仪器轻便，可以对设备进行全方位检漏，更加适合现场的快速实时检漏。

2 红外检漏技术原理

当红外辐射在气体中传播时，气体分子会对光辐射进行吸收、散射，从而使光能衰减。不同气体对红外辐射具有选择性吸收的特点，因此利用气体在某一特定波段的吸收特性可以实现对该气体的检测。SF6气体在红外波段（中心波长为10.56 μm）具有非常强的吸收特性，如图1所示。红外检漏成像仪利用SF6气体的这一吸收特性制成。红外检漏成像仪采用先进的高灵敏度量子阱探测器，同时探测器上安装了分析SF6气体吸收波长的窄带滤光片，能够准确检测到SF6气体泄漏点，并即时形成层次感极佳的直观红外图像。当SF6气体设备发生气体泄漏时，红外光由于SF6气体的吸收而使泄漏气体区域形成烟雾状阴影。泄漏的SF6气体越多，烟雾状阴影越明显。在这种情况下，可通过图像中的阴影来判断设备的泄漏点和泄漏方向，从而实现了远距离定位SF6气体泄漏点的目的。

图1 SF6气体红外吸收光谱

菲力尔（FLIR）公司的Gas Find IR-LW型SF6气体检漏仪就是利用红外检漏技术制造的新型检漏仪器，它能够实现对30 m范围内泄漏点的准确定位，同时灵敏度极高，可以达到0.001 mL/s，仪器轻便，并且可以实现对红外检漏视频的实时存储和分析。

3 实例分析

3.1 现场检测及分析

2015-05-27，某500 kV变电站检修人员在完成变电站5012，5013电流互感器更换工作后，与运行人员一起去现场开展验收工作。在读取密度继电器压力值时发现，5012电流互感器A相异常，表压为0.4 MPa，低于额定压力0.45 MPa，其余5台新更换电流互感器压力均在0.45-0.47 MPa之间，压力无异常。

初步怀疑为5012电流互感器A相发生SF6气体泄漏。现场人员立即用Gas Find IR-LW红外检漏成像仪对5012电流互感器A相进行SF6检漏，在本体防爆膜附近发现有大量烟雾成像，SF6检漏结果如图2所示。现场工作人员乘高空车对防爆膜进行检查，防爆膜外观良好，但用手能感觉到明显的泄漏气流，SF6气体泄漏速度较快。

图2 SF6气体检漏红外图像

3.2 漏气处理

为尽快消除缺陷，避免送电后事故进一步扩大，现场立即对5012电流互感器A相剩余SF6气体进行回收处理，对防爆膜进行更换。在拆下旧防爆膜时发现，防爆膜底座法兰位置有腐蚀现象，法兰压紧的“O”形密封圈也同样存在腐蚀现象，且密封圈两侧只有一侧涂胶。现场工作人员立即更换新法兰和“O”形密封圈，并在密封圈两侧都涂胶，将法兰上的螺丝拧到规程要求的力矩，使密封圈压紧并受力均匀。

2015-05-29，故障处理完毕。5012电流互感器A相耐压试验合格后，投入运行。充入SF6气体后12 h，24 h以及投入运行后的12 h，使用Gas Find IR-LW红外检漏成像仪对5012电流互感器A相进行检漏，没有发现气体泄漏点，且密度继电器显示压力正常，电流互感器运行良好。

3.3 原因分析

故障相电流互感器防爆膜底座法兰有腐蚀现象，引起对防爆膜“O”型密封圈的腐蚀，从而造成密封不良导致漏气。密封圈材质表面粗糙，使用时应双面涂胶，防止气体透过密封圈向外渗漏。现场渗漏的密封圈只发现一侧有涂胶痕迹，初步认为是气体渗漏的主要原因。

3.4 预防措施

根据以上现场检测、分析及处理结果，为了尽量减少检修设备的漏气对电流互感器投入运行后发生事故的可能性，建议采取如下预防措施。

（1） 合理优化现场气体检漏工序。针对现场检修设备的漏气现象，可以先用便携式检漏仪通过包扎法粗略估计漏气位置，再用红外检漏仪准确定位，查找现场漏气点。同时在日常的运维工作当中，加强对电流互感器的防爆膜、充气嘴、一次接线板等易漏点的红外检漏工作。

（2） 加强设备质量管控。严格管控电流互感器制造、装配及出厂试验等环节，安排专门人员赴厂监造，确保电流互感器出厂质量。

（3） 在电流互感器现场安装过程中，严格按照标准化作业指导书进行有关作业，提高现场安装质量，杜绝人为因素造成的现场安装质量问题。

（4） 对同批次、同型号的电流互感器做好统计工作。在以后的更换工作中，对此类电流互感器应加强监测，对出现的同类型缺陷应立即处理。

4 结束语

此次检修案例表明了红外成像检漏技术对SF6气体泄漏点准确定位的有效性，为现场检修策略的正确制定提供了有力支撑。由于本次检漏准确、及时，并处理果断，减少了新电流互感器投入运行后发生事故的可能性，保证了电网的安全稳定运行。

红外成像检测SF6气体泄漏技术能实时、远距离对SF6电流互感器的密封状况进行定量检漏检测，实现对泄漏源的快速定位，为SF6电流互感器的气体检漏和消缺提供了新方法。在日常的检修工作中，应加强对现场工作人员使用红外检漏仪的培训，广泛开展红外检漏工作，结合局部包扎法，优化现场SF6气体检漏方法，提高现场检修效率。

1 国家电力公司.六氟化硫电气设备监督细则［M］.北京：中国电力出版社，1997.

2 王 伟，冯新岩，牛 林，等.利用红外成像法检测GIS设备SF6气体泄漏［J］.高压电器，2012，48（4）：83-87.

3 曲文韬，黄 锐，吕俊涛.220 kV GIS设备漏气原因分析及预防措施［J］.电力科学与工程，2013，29（8）：21-26.

4 叶 涛，尹建波，王瑞军.红外成像技术在SF6断路器气体检漏中的应用［J］.内蒙古电力技术，2010，28（4）：31-33.

5 胡伟涛，隋少臣，韩建波.红外检漏成像仪在SF6电气设备状态检修中的应用［J］.高压电器，2010，46（10）：90-92，96.

2015-12-28。

安 滨（1990-），男，助理工程师，主要从事变电检修方面的工作，email：903645904@qq.com，

陈仁刚（1984-），男，工程师，主要从事变电检修方面的工作。

吕 楠（1987-），男，助理工程师，主要从事变电检修方面的工作。

朱思萌（1988-），男，工程师，主要从事变电检修方面的工作。