摘要：随着电网高压设备的不断更新，以SF6为绝缘介质的高压电气设备已经成为了高压电气设备的主流。SF6高压电气设备虽然有很多优点，但漏气问题则成为了它的硬伤。随着现代检测技术的不断进步和发展，已经有越来越多的光学成像技术被应用于SF6气体泄漏检测。红外检漏成像仪能使SF6气体以动态烟雾的形式呈现在背景环境下，操作方便，直观有效，给电网设备的SF6气体检漏工作提供了一种快速、有效、安全的检测方法。它弥补了SF6高压电气设备的缺陷，推动了电网SF6设备检修技术的发展。
关键词：SF6气体检漏；红外成像；电网；应用
近年来，随着高压电气设备的不断更新，SF6以其良好的灭弧和绝缘性能在高压电气设备中得到了广泛的应用，并且以SF6为绝缘介质的高压电气设备已经成为了高压电气设备的主流。但是受制造工艺水平及运行环境的限制，密封不良或密封圈老化是导致SF6气体泄漏的主要原因，会给电力安全生产带来严重的后果。SF6气体泄漏会导致绝缘介质的减少，会严重降低设备的绝缘和灭弧能力，给设备的安全运行造成极大的威胁。而漏点的查找则成为一个令检修人员头疼而无奈的问题。
在未配备红外检漏成像仪之前，电网设备气体检漏一直采用肥皂水气泡测试法和声光报警仪测试法。随着现代检测技术的不断进步和发展，已经有越来越多的光学成像技术被应用于SF6气体泄漏检测。红外成像检漏技术主要是利用SF6气体对红外线较为敏感的特性进行成像。红外检漏成像仪能使SF6气体以动态烟雾的形式呈现在背景环境下，操作方便、直观有效，为现场查找漏气部位提供了一种快速安全的方法。通过现场应用表明，红外成像检漏技术能有效地弥补目前SF6气体检漏方法的不足，及时发现和消除气体泄漏缺陷，保障设备的安全稳定运行。
1红外测温原理与技术应用
任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。根据红外辐射的基本定律①可知：一个被测物体的表面辐射系数一定时，它的辐射功率与其绝对温度T的四次方成正比。因此，对物体表面温度的检测就变成为对其辐射功率的检测。物体的辐射功率是与它的材料、结构、尺寸、形状、表面性质、加热条件及周围的环境和其内部是否有故障、缺陷等诸多因素是密切相关的。当被测物体其他条件不变的情况下，仅仅是产生了故障和缺陷，那么它的表面温度场分布将会发生相应变化；若被测物体的材料特性发生异常，其表面的温度也相应改变，因而应用红外进行温度的检测，可以为分析被测目标的现有状态提供极好的信息。这就是红外测温和红外诊断的基本原理。
基于这些原理发展而成的红外热成像技术是通过对电气设备表面温度及其分布的测试、分析和判断，准确地发现电气设备运行中的异常和缺陷，从而预知设备运行状况，提前安排设备检修日期，可以为设备良好运行做好侦察兵。利用红外热成像仪等诊断技术可实现变电设备运行状态时远距离、不停电、不接触、不取样、不解体的情况下，检测出设备故障引起的异常红外辐射和温度，有效的判断设备存在的外部缺陷和内部缺陷，从而实现故障隐患的提早发现并及时进行处理，给电力系统设备状态监测提供了一种先进手段。
2 电网设备检漏方法现状分析
在未配备红外检漏成像仪之前，设备检漏一直采用肥皂水气泡测试法和声光报警仪测试法来进行SF6气体泄漏检测。其实，往往这两种方法需要配合使用，先用声光报警仪测试法确定大致范围，然后再用肥皂水气泡测试法精确定位。皂水气泡测试法，取材简单，直观有效，但需要逐个部位涂抹观察，工作量大，适用性差。而声光报警法则借助于便携式定性检漏仪沿设备表面以缓慢、均匀的速度移动，结合局部包扎法，检漏效果较好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但其受外界环境影响较大，工作条件比较苛刻，必须是在晴天、无风的条件下进行，而且工作量也相当大，往往需要半天或一天。如果是遇到常见的漏气情况，检修人员凭着检漏经验，漏点还是能比较容易检查到的（如GIS盆式绝缘子漏气或敞开式SF6断路器法兰处漏气），如果要是遇到比较特殊的漏点或者说是位置比较偏僻的漏点，查找漏点则相当的困难。检漏的工作量大暂且不说，重要的是在大量的工作完毕后也未必能查到漏点或者就算能查到漏点，但由于检漏人员移动不稳或现场风大时造成误报警，造成前功尽弃。这就让检修人员感到相当的困惑和无奈。除此之外，上述2种方法最大的缺点是不能带电检测，需要将设备停电。必要时，还需停母线或主变，给电网造成巨大损失。
而红外检漏成像仪能使SF6气体以动态烟雾的形式呈现在背景环境下，操作方便，直观有效，同时不需要停电，给电网设备的SF6气体检漏工作提供了一种快速、有效、安全的检测方法。
3 红外检漏成像仪的检测原理
红外检漏成像仪主要根据SF6气体泄漏处会向外辐射红外线能量，并对周围环境产生影响，当进行大范围拍摄时，根据SF6气体与空气的红外影像不同的特性，就可以寻找到泄漏源。红外线吸收检漏技术是指运用SF6气体对长波红外线有很强吸收能力的特性，采用后向散光成像技术对气体进行成像。当检测区域存在SF6气体泄漏时，由于SF6气体对红外光线具有强烈吸收作用，所以此时反射到检测设备的红外能量会急剧地减弱，SF6气体在显示设备上显示为黑色烟雾状，并且随着气体浓度变化，黑度也不同。在这种方式下，SF6气体泄漏点就可以快速、准确地定位。
4 通过使用红外热成像仪对电力设备进行检测是切实可行、卓有成效的。
设备运行中，红外检测往往可找到一些看似无关大局的小问题，当正常停电检修过程中分别给予解决，当逐个解决了这些小问题后，也就避免了大多数严重问题的发生，改善了电气设备的运行状况。红外检测技术对运行中的旧设备，它可以找出其失效部件，最大限度地减少它对整个系统造成的损害，设备的寿命得以延长，灾难性故障可以避免，同时可以确定修理的具体部位，避免了整个系统的关闭；对运行中的新设备，虽然并不一定能找出任何严重问题，但可为运行人员提供有价值的原始数据资料；对那些修理过的设备，它的检测可以确信它们的工作是否正常，从而进一步增加设备的工作效率、安全运行。特别是用红外测温时无需停电，可避免造成不必要的经济损失，极大提高了电力系统的供电可靠性。使用红外热成像仪不仅能测出目标表面的温度，还能实时反映目标表面的温度分布，这对于早期发现缺陷，判断缺陷点位置，分析缺陷原因，都是非常有效的。同时由于红外测温是非接触测温，操作十分安全，再加上它的高灵敏度和强大的采集功能，在变电站日常运行管理工作中越来越显示出其应用的必要性。
5 结论
综上所述，表明了红外检漏成像仪对SF6电气设备漏气部位远程精确定位的有效性，为设备检修方案的制定提供了准确的依据，大大缩短了检漏时间和抢修时间。此外，对于高处漏气点红外检漏成像仪避免了传统检漏法需要测试人员攀爬梯子或设备等高处作业现象和误碰带电设备现象，最主要的是它不需要设备停电，就可以清楚、直观的检测到漏点，既大大提高了检测效率，又保证了人身、电网和设备的安全。它给电网设备的检修工作带来了一个实质性的飞跃。
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论文作者:孙红霞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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