SF6充气柜、开关柜泄漏检测方法原理、优缺点对比分析

随着SF6气体绝缘电气设备数量的不断增加，以及电力系统专项工作的深入发展，生产制造、出厂试验、交接、运行维护等环节基本发现和消除了缺陷和隐患，大大避免了事故的重复发生，但SF6气体绝缘电气设备泄漏现象仍难以避免和完全消除。

SF6气体绝缘电气设备泄漏的主要原因包括：生产工艺差、外壳上有砂眼、密封材料质量差；现场安装质量不高，密封面处理不到位；设备运行中的振动，如开关分离、变压器运行中的振动、密封材料的老化等。

如何检测电气设备SF6气体泄漏？

肥皂泡法

实现方法

在疑似点涂抹肥皂水，观察是否有气泡，判断是否有SF6气体泄漏。

优缺点

检测方法简单，不需要贵重仪器，但检测精度差，检测盲目，检测周期长，不适合普测。

包扎法

实现方法

将塑料袋包扎在疑似点，静置规定时间后，用定量检测仪检测包扎部位的SF6气体浓度，判断是否漏气。

优缺点

可实现定量检测，但易受环境温度、气压、包扎塑料袋体积、检测仪器等影响。

真空法

实现方法

对于尚未充气的SF6气体绝缘电气设备，将设备各部分抽真空至13**a左右，静置4小时以上，通过检测真空度是否下降来判断是否漏气。

优缺点

适用于出厂检测，不能实现带电检测，应用限制较大。

卤化物检测方法。

实现方法

用金属铂的卤素效应来判断检测点是否漏气。

优缺点

泄漏点的泄漏速度、气体浓度等具体参数可以定量计算，测量精度不高。

超声波法

实现方法

在相同的温度和压力条件下，待测气体浓度可转化为混合气体的平均声速。相位差测量声速，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振幅超过一定阈值，然后乘以计数周期获得超声波传播时间，固定传播距离除以此时间为声速。

优缺点

在气体介质中，测量精度受振动、噪声干扰和超声波衰减的影响较大。

声波法

实现方法

检测声音在SF6气体中的传播速度小于大气中的传播速度。

优缺点

检测方法简单，但灵敏度低，受环境中SF6气体比例的限制。

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断吸附气体的类型和浓度，从而判断是否有泄漏。

优缺点

使用历史较长，技术相对成熟，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，间接计算被测部位附近环境中SF6气体的浓度。

优缺点

测量精度高，但传感器容易饱和，随着测量精度的提高，零漂移会增加。

热导检测器法。

实现方法

通过不同气体后，热敏元件的电阻变化不同，检测电路中的电流也发生变化。SF6气体浓度可根据电流变化值和气体导热系数计算。

优缺点

受气流稳定性影响较大，检测结果不直观，需要计算分析，不方便现场应用。

示踪法

实现方法

利用SF6气体的吸附特性，标记可被SF6分子吸附的物质，间接测量SF6气体浓度。

优缺点

检测精度高，需要辅助气体，仅限于实验室研究，现场难以操作。

湿敏传感器法。

实现方法

利用温度和湿度的变化以及与泄漏速度呈正相关的变化来确定泄漏速度和严重程度。

优缺点

对温湿度传感器的灵敏度要求高，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

通过比较检测仪器的输入和输出波形来判断是否有泄漏，输出波形的滞后时间代表泄漏的SF6量。

优缺点

通过波形直观反应，SF6的泄漏程度有待提高。

激光成像法

实现方法

将激光发射到检测部位，反向散射激光进入激光摄像机成像系统，SF6气体吸收激光能量，利用反向散射激光差异引起的成像差异来确定是否有泄漏。

优缺点

属于间接目视检测，检测结果精度高，但激光成本高，体积大，不方便现场检测。

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具有更强的吸收能力，采用后向散光成像技术进行成像。当检测区域存在SF6气体时，由于SF6气体对10.3~10.7μm波段的红外很强的吸收作用，反射到检测设备的红外线能量因吸收而急剧减弱，SF6气体在检测仪显示屏上显示为黑色烟雾。此时，检测人员可以方便直观地定位SF6气体泄漏源。

优缺点

非接触式带电试验可实时捕捉微量SF6气体泄漏，成像清晰，定位准确。

氦质谱检漏法。

实现方法

氦质谱检漏技术采用真空法检测被检工件的泄漏率，并回收氦气。首先，抽空被检工件后，充入一定压力的氦气。真空箱与检漏仪的检漏口相连。如果被检工件泄漏，可以通过检漏仪检测到泄漏到真空箱中的氦气。充气回收装置与被检工件相连，检漏前后分别实现氦气的充注和回收。最后，检测结束后，产品中充满了SF6。

优缺点

检测精度最高，需要使用辅助气体(氦)，可靠性好，检测不受温度、湿度等环境影响。自动化生产可以在没有人工干预的情况下实现。该方法广泛应用于开关柜和充气柜的出厂检验。缺点是设备相对昂贵，一次性投资高。