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摘要：气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）因其占地面积小、可靠性高等优点在电力系统中广泛应用。由于制造工艺不良、运维维护等原因造成的SF6气体泄漏时有发生，本文对GIS设备SF6气体泄漏原因进行了总结，同时介绍了常用的气体泄漏检测方法。
关键词：GIS设备；气体泄漏；原因；检测方法
1前言
SF6气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能，在电力系统中不仅应用于断路器和互感器，也广泛应用在全密封的SF6气体绝缘组合电器（GIS）。GIS由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管、接地断路器、电缆连接件等电器单元组合而成，它的绝缘和断路器灭弧介质均采用SF6气体。GIS设备具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、运行维护工作量小的优点，在电力系统中广泛应用。
2GIS设备SF6气体泄漏原因分析
GIS设备制作工艺比较复杂，密封面和接口数量众多，存在各种各样原因的漏气。总结起来，主要有以下几个部位容易发生气体泄漏：
（1）焊缝漏气。GIS设备焊缝主要有两类：一是GIS罐体焊缝；二是罐体之间的SF6气体连接铜管与其铜座之间的焊缝。焊接时电流过大、焊缝烧穿或者焊接工艺不佳均可能导致焊缝漏气。
（2）法兰胶状面漏气。GIS设备法兰两侧支架材料的膨胀系数不同，当温度变化时，由于其伸缩量不同也会导致密封面漏气。此外，法兰螺栓压紧程度不均匀也会造成SF6气体泄漏。
（3）密封面漏气。密封面加工精度不够、有划痕；密封面或密封槽内有杂质微粒；密封件老化或耐低温性能差；密封件放置位置不正；密封圈漏装或错装；法兰螺栓压紧程度不均匀等都会造成密封面不稳SF6气体泄漏。
（4）充气接口漏气。充气接口密封不严，在进行SF6气体补充过程中操作不当造成补气阀门或逆止阀损坏均可能造成充气接口漏气。
（5）气体连接管路漏气。气体连接管路有砂眼或者管路连接部位密封不当均可能造成SF6气体泄漏。
（6）SF6密度表或密度继电器损坏造成的“假漏”。个别漏气现象属于“假漏”，即SF6压力表或密度继电器损坏，表针失灵，指示不准确，造成误报警。
3GIS气体泄漏检测方法概述
为保障GIS设备安全运行，国内外提出了很多SF6气体泄漏检测的方法，主要可以分为定性检测和定量检测。
（1）定性检测。定性检测只能确定GIS设备是否漏气，不能确定漏气量，也不能判断设备年漏气率是否合格。定性检测方法主要包括：发泡液法、检漏仪检测、抽真空检测、激光成像法、红外成像检测。
发泡液法：发泡液可采用肥皂、洗衣粉、洗衣液等与水配制而成。将发泡液涂在可能发生泄漏的部位上，如果起泡即表明该处漏气，起泡越多越急，说明漏气越严重。该方法适用于快速确定漏气点位置，在设备运行时仍可使用，不需停电。
检漏仪检测：采用校验合格的SF6气体检漏仪，沿被测部位缓慢移动，若检漏仪器发出报警信号，说明被测试部位存在漏气。该方法同样可以带电实施，快速定位漏气点。。
抽真空检测：检测前先将设备及连接管路进行抽真空处理，真空度达到133Pa后，维持真空泵运转至少30min，然后停止真空泵并将设备与真空泵隔离。30min、5h后各读取一次真空度值，2次读数之差不大于67Pa，可判断设备密封良好。该方法仅适用于新装配未充入SF6气体设备，具有明显的局限性。
激光成像法：SF6气体拥有特殊的光谱区段可以被有效吸纳，利用这一特性可以检测其泄漏。该方法在设备运行时可进行带电检测，但是检测设备体积较大，并且现场检测会受到环境中各种背景光的干扰，应用起来不便捷。
SF6气体红外成像检测：使用对SF6气体的红外辐射波段敏感的红外热像仪器，对可能泄漏的设备进行拍摄。当存在SF6气体泄漏时，红外热像仪器检测到气体辐射并在显示设备上形成画面。该方法具有良好的实施性，但成本相对较高，测试仪器使用寿命相对较短。此外，由于测试环境中含有多种多样的背景光，进行拍摄过冲中不可避免地会接收到这些背景光，对SF6泄漏的观测形成干扰。因此，该方法要求红外成像仪具有较高灵敏度以及滤除干扰的能力。
（2）定量检测。定量检测可以确定设备漏气量大小，主要用于设备安装、制造、验收等。定量检测主要包括压力下降法、扣罩法、挂瓶法、局部包扎法。
压力下降法：在GIS设备气室装配SF6气体压力表或密度继电器，通过检查压力读数判断设备是否存在漏气点。该方法可以判断GIS设备漏气的具体气室，但是无法定位漏气点。
该方法适用于漏气量较大的设备检漏，以及在运行中监督设备漏气量。原理是：测量一定时间范围内设备的气体压力差，根据压力降低情况计算设备的漏气率。
扣罩法：使用塑料大棚、塑料薄膜等将设备罩住。扣罩前，将设备充气至额定压力后静置6-8h，并将设备周围残留的SF6气体吹净。扣罩24h后测试罩内SF6气体浓度，选取若干个测试点，一般选在罩内前后、上下、左右等部位，每个测试点取2-3个数据，最后取得罩内SF6气体平均浓度值，并计算其漏气量。该方法需要使用罩子将设备整体罩住，并保证密封良好，实施难度较大。
挂瓶法：对于采用双层密封圈的密封结构，可采用挂瓶法进行检漏。双层密封圈的密封结构，只有内层密封圈起密封作用，外层密封圈仅仅为了检测漏气率而设置。两个密封圈中间有一个通向外部大气的孔。当设备内部SF6气体通过内层密封圈后，在里外两层密封圈之间的空间汇集并通过小孔向设备外部流动。如果在出气口连接一个固定体积的检漏瓶，等待一定时间，即可检测该瓶内SF6气体浓度值，进而确定设备漏气率。检漏瓶，可在一个塑料瓶瓶盖上钻孔，通过塑料瓶接头与一定长度的软橡胶管连接，橡胶管另一端与被测试部位的螺孔连接。等待预定时间后，拆下检漏瓶，测试瓶内SF6气体浓度值即可。
局部包扎法：该方法一般用于组装单元和大型产品，原理与扣罩法基本相同。包扎时，使用塑料薄膜将设备包住，塑料薄膜与设备保持一定间隙，尽可能包成圆形或方形，边缘使用胶带或布带密封。等待一定时间，检测包扎腔室内SF6气体浓度值，从而计算设备漏气量。
4结束语
通过对漏气原因分析，制定出有针对性的预防措施，从设计制造工艺尧安装工艺和日常维护等方面总结经验，加以改进，避免类似故障再次发生。
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