国⽹安徽电科院专家提出SF6⽓体泄漏检测的新技术
SF6分解⽓体在线监测装置在长期运⾏过程中可能会发⽣SF6泄漏，严重时会影响⼀次设备的安全运⾏，需要对其泄漏状态进⾏检测。通过⽐较现有SF6⽓体泄漏检测⽅法，国⽹安徽省电⼒有限公司电⼒科学研究院、国家电⽹有限公司六氟化硫⽓体特性分析与净化处理技术实验室的研究⼈员马凤翔、袁⼩芳等，在2021年第10期《电⽓技术》上撰⽂，提出采⽤⾮分散红外吸收传感器检测SF6⽓体泄漏，搭建传感器检测电路及泄漏模拟实验平台，研究传感器对不同泄漏速度、不同泄漏点的响应特性，以及布置位置、进⽓⼝朝向对传感器检测特性的影响。 研究结果显⽰，随着泄漏速度增⼤，传感器响应增加并最终趋于稳定，且不同位置传感器对三种泄漏点的响应速度、响应值不同，其中3号位置的传感器对三种泄漏点都具有较好的响应特性，是传感器安装的优选位置；同时传感器侧向安装响应速度更快。该技术能对不同速度的SF6泄漏进⾏实时检测，通过传感器多点布置可以实现对泄漏区域的定位。
湿法炼锌六氟化硫（SF6）⽓体具有优异的绝缘和灭弧性能，被⼴泛应⽤于⽓体绝缘⾦属封闭开关设备（gas insulated switchgear, GIS）、互感器、套管等电⽓设备中。SF6⽓体化学性质稳定，但在放电或过热条件下会发⽣解离；在没有其他杂质存在时，解离的SF6会迅速复合还原为SF6⽓体。
但在实际使⽤中，SF6⽓体中难免会混有少量⽔分和氧⽓等杂质，解离的SF6与这些杂质组分进⼀步反应，⽣成多种毒性⼤且腐蚀性强的分解产物（SO2F2、SOF2、SO2、H2S等）。
这些分解产物存在于电⽓设备中，会进⼀步加速设备故障发展、危害检修⼈员的安全。因此，分析SF6分解产物的组成和含量，是做好电⽓设备故障诊断和运⾏维护⼯作的⼀项重要内容。
近年来，SF6⽓体分解产物检测技术不断发展，检测灵敏度逐步提⾼、检测组分种类不断拓展，检测⽅法由传统的检测管法发展为传感器法、⽓相⾊谱法、光声光谱法等。检测⽅式也由离线检测发展为带电检测、状态检测。
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然⽽，SF6⽓体分解产物检测技术仍然⾯临挑战，部分SF6分解产物化学性质活泼，与设备内部材料和吸附剂相互作⽤⽽迅速消耗。为了及时检测分解产物，研究者开发了可⾃动完成⽓体取样、回充等过程的取样装置。
但是，该装置存在⽓缸活塞等运动部件，且管路复杂、接⼝多，由于安装不良、运⾏中振动松动或分解⽓体的强腐蚀性，长期运⾏后⼀些部件和密封材料劣化，进⽽影响密封导致⽓体泄漏，严重时将影响⼀次设备的安全运⾏。因此亟需适⽤于监测仪器的SF6泄漏检测技术⽅案。 国⽹安徽省电⼒有限公司电⼒科学研究院、国家电⽹有限公司六氟化硫⽓体特性分析与净化处理技术
实验室的研究⼈员针对光声光谱在线监测仪器⽓体泄漏异常问题，提出⽓体泄漏检测⽅法，并研究⽓体泄漏检测传感器对仪器内部⽓体泄漏的响应特性，以及传感器最佳布设⽅式，为光声光谱在线监测仪器的研发提供基础。
图1a-b 红外吸收SF6传感器光纤器件
图1c 红外吸收SF6传感器
图2 SF6传感器及模拟泄漏点
研究⼈员最后得出的结果如下：热轧卷
挤压铸造1）SF6⽓体泄漏检测⽅法中，传统的负电晕法存在传感器寿命短的问题；新型的激光红外成像法设备体积较⼤、价格昂贵，通常⽤于⼀次设备⽓体泄漏检测；红外吸收法可实现⼩型化、价格低、与控制电路接⼝简单、易于监测仪器集成、寿命可达6年，适合⽤于检测设备内部⽓体泄漏。
2）采⽤基于⾮分光差分红外吸收的SF6检测传感器，可以检测监测仪器内部的⽓体泄漏，且响应较快。传感器对不同泄漏点、不同泄漏速度的泄漏故障都有响应；泄漏速度增⼤，传感器检测结果增⼤；同⼀传感器随着泄漏时间增加，响应值变⼤，泄漏初期⽓体浓度急速上升，后期会趋于稳定；传感器进⽓⼝朝向对传感器响应值影响很⼤，侧向放置时传感器响应更灵敏。
3）综合考虑各⽅⾯因素，为实现监测仪器内部⽓体泄漏故障检测，布置两个SF6传感器是最佳选择，⼀个布置在检测仪器底部，另⼀个布置在检测模块安装层，传感器进⽓⼝侧放；若只能装设⼀个传感器，则应装设在检测仪器底部。4）⽬前泄漏检测传感器响应速度、灵敏度仍相对较差，在分解⽓体在线监测仪器的开发中应尽量减少管路接头和运动
t型槽螺母部件，以减少泄漏。监测仪器与主设备的连接部分不应有运动部件，且接头和运动部件应集中布置在监测仪器内部以便于检测。
本⽂编⾃2021年第10期《电⽓技术》，论⽂标题为“基于红外吸收原理的SF6⽓体泄漏检测技术应⽤研究”，作者为马凤翔、袁⼩芳等。
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