摘要:本文应用SF6气体红外成像检漏仪、手持式SF6指针检漏仪、SF6气体定量检漏仪对GIS设备气体泄漏进行对比分析,针对设备检测部位的不同及检测精度的差异,对各种检漏仪在不同现场的使用经验进行了探索。通过现场实际检测,验证了不同检漏仪的有效性及适应性,合理、正确应用各种检漏仪器可快速、准确对SF6气体泄漏进行定位定量分析。结合其它带电检测项目,对GIS泄漏危害性进行评佑,提出合理化检修建议。
SF6气体泄漏作为气体绝缘金属封闭开关设备(GIS )运行过程中常见缺陷之一,不仅影响设备的绝缘强度,还对大气环境产生较强的温室效应,若气体中含有电弧分解物还将危及人身安全,因此SF6气体泄漏检测工作非常重要。
近年来,红外成像技术因其能非接触、远距离对带电的SF6充气设备进行检漏,已被逐步应用于SF6设备的检漏工作中。SF6红外成像检漏仪利用SF6气体和空气的红外辐射不同的特性直接成像,不需要任何特定的背景,具有非接触、远距离检测的特点。该仪器虽然具有小巧轻便、操作简单、成像直观、灵敏度高、大面积检测等优点,但存在气体泄漏量较小难以检测、室内设备较难检测、现场风速大时较难检测、无法实现定量检测等缺点。手持式SF6指针检漏仪通常需要逐点扫描,具有精准定位的优点,但存在检测范围小、效率低下、人员工作量大、登高作业的缺点,而且在安全距离不满足要求时无法完成测量。SF6气体定量检漏仪具有实时显示泄漏气体流量的特点,可实现定量检测,但有些定量检漏仪需要外接电源,且仪器笨重,不适用于大面积普测检漏。
针对上述问题,本文综合应用SF6气体红外成像检漏仪、手持式SF6指针检漏仪、SF6气体定量检漏仪对GIS设备泄漏工作进行探索,通过多个现场的应用案例,以证明合理应用各种检漏仪器可准确、快速找到泄漏部位并进行定量分析。
1 SF6泄漏分析及现场应用
1.1检测灵敏度影响
SF6气体红外成像检漏仪的灵敏度通常为0. 001mL/s,因此无法观测到漏气量较小设备的漏气点,需要结合灵敏度高的手持式SF6指针检漏仪(灵敏度大于1×10-3mL/ s)进行检测。尤其在狭小空间内的SF6气体连接管路、设备软连接处,手持式检漏仪具有准确定位、灵敏度高的优势。图1为某GIS设备TV间隔软连接处漏气点,通过SF6气体红外检漏仪基本看不到漏气现象,而应用手持式SF6指针检漏仪进行长时间、多点检测,最终确定图1中指针所示位置存在轻微漏气现象(瞬时漏气量为12. 3×10-7 mL/s)。由此可知,某些漏气点存在间歇性、轻微漏气现象,需长时间逐点多次检测。
1.2环境温度影响
大量实际检测经验表明,应用SF6气体红外成像检漏仪进行检测时,室内设备较难发现漏气情况,而用灵敏度高的手持式SF6指针检漏仪能检测到。通过在漏气设备周围放置干冰将环境温度降低,加大气体温度与环境温度差别,可将之前用SF6气体红外成像检漏仪观测不到的漏气图像变成可见图像。试验结果表明,气体温度与环境温度或背景温度差别越大,用SF6气体红外成像检漏仪观测漏气效果越好。而手持式SF6指针式检漏仪不受室内外设备的影响。
1.3风速影响
测试时风速对检测结果有显著影响。当风力过大时,泄漏的SF6气体快速扩散,气体浓度降低很快,图像变得模糊、不稳定。此时,对于漏气量小的设备,用SF6气体红外成像检漏仪就更加难以检测;而对于手持式SF6指针式检漏仪,SF6气体在空中四处弥漫,导致定位尤为困难。
1.4定量检测
SF6气体红外成像检漏仪可快速、准确找到漏气部位,但无法进行定量分析,也无法计算年漏气率,因此难以进行危害性评估。手持式SF6指针式检漏仪可进行定性和定量检测,但在定量检测时无论仪器直接显示SF6气体每秒泄漏量还是泄漏气体体积分数,SF6气体的分散性都导致探头收集的只是部分泄漏气体,直接测量误差很大,因此应使用局部包扎法对漏气点包扎一段时间后再进行定量分析,或采用压力降法进行年漏气率计算。应用局部包扎法计算的年漏气率为:
式中,ρ为SF6气体的密度,取6. 16g/L;φ为每个包扎部件测得的SF6气体泄漏浓度,μL/L;Vi为每个包扎腔的体积,m3;△t为包扎至测量的时间间隔,s;t为以年计算的时间,每年等于31.5×106s;Q为设备中充装SF6气体的质量,g。
应用压力降法计算的年漏气率(适用于漏气量较大的设备检漏)为:
式中,ρ1为第一次检查设备压力时换算出的气体密度,g/L;ρ2为第二次检查设备压力时换算出的气体密度,g/L;△t为两次检查之间的时间间隔,月;t为以年计算的时间,每年为12个月。
2 现场检测案例
应用FUR GF306型SF6气体泄漏红外热成像检漏仪在某GIS间隔进行检测时,发现该间隔A相断路器气室上方存在漏气点。通过多角度全方位检测,确定漏气点位于断路器上方紧固螺母处,且漏气点为两处,如图2所示。