摘要：在ＧＩＳ设备运行时，ＳＦ６气体的泄漏现象以及微渗现象都是较普遍的现象，但这类现象会影响到整体ＧＩＳ设备的安全运行，也是造成ＧＩＳ设备故障的最常见因素。针对这类泄漏现象开发出的红外检漏技术是利用ＳＦ６气体产生作用的技术，因ＳＦ６气体具有极强的吸收长波红外线的特殊性质，所以当ＳＦ６气体遇到长波红外线及激光射线时，激光射线以及长波红外线所携带的大部分能量会被该气体吸收，而被气体吸收后的能量反馈回红外检漏设备的成像系统中时，就能呈现出较精确的实时检测动态。本文从红外检漏技术的原理、ＧＩＳ带电检测的特点以及红外检漏技术在ＧＩＳ带电检测中的应用优势与不足三个层面，来对红外检漏技术在ＧＩＳ带电检测中的应用进行分析。
关键词：ＧＩＳ带电检测 红外检漏技术的应用
一、红外检漏技术的原理
当下最常见的利用ＳＦ６气体的红外检漏技术主要有两大类，其一是以红外辐射成像为原理的检漏技术，其二是红外吸收激光成像为原理的检漏技术。
1.红外辐射成像检漏技术的原理
ＳＦ６气体溢出存储环境之后遇到空气即会产生ＳＦ６气体与空气的混合气体，而红外辐射成像检漏技术就是利用ＳＦ６气体对红外辐射能量的吸收作用。当红外辐射能量经过空气与ＳＦ６气体形成的混合气体时，ＳＦ６气体的能量吸收特性会使其吸收的能量大大多于空气所吸收的能量，所以在空气中经过的红外辐射能量会强于在ＳＦ６气体中经过的红外辐射能量。因此，红外辐射能量被发出后，在红外辐射成像检漏设备的成像仪中形成的回馈图像会清晰的反映出空气中吸收能量的多少，尤其在利用红外辐射成像检漏设备进行大范围检测时，由于ＳＦ６气体与空气吸收红外辐射能量的强度差异较大，所形成红外成像的颜色深浅也有较大不同，操作人员在使用红外辐射成像检漏技术进行检测时，能即为快速的辨认出泄漏源，从而及时对泄漏源进行补救。
2.红外激光成像检漏技术的原理
与红外辐射成像检漏技术的原理相似，红外激光成像检漏技术的原理也是利用ＳＦ６气体的特性。ＳＦ６气体对于长波红外线具有较强的吸收能力，所以在红外激光能量和ＳＦ６气体相遇时，红外激光能量中的大部分会迅速被ＳＦ６气体吸收，而经过ＳＦ６气体的红外激光能量会明显变少、强度也迅速变弱。因此，在使用红外激光成像检漏技术进行ＳＦ６气体的检漏时，检漏设备所散发的大部分激光能量在遇到空气中逸散的ＳＦ６气体时将被迅速吸收，而同时返回到红外激光成像检漏设备中的激光能量会大大减弱。且由于普通空气对激光能量的吸收作用较弱，所以依靠激光能量来检测ＳＦ６气体的泄露情况时，所得出的结果是较为准确的。另外，在红外激光成像检漏设备的成像系统中，泄露的ＳＦ６气体将呈黑色烟雾状，其显示出的颜色越深、激光成像所显示出的对比度越大，则ＳＦ６气体泄露越多、浓度也越大。
二、ＧＩＳ带电检测的特点
ＧＩＳ设备是为储存ＳＦ６气体而设计的，而ＳＦ６气体具有较大的毒性，而ＧＩＳ设备的密封性较不稳定，一旦有较大的外力冲击或认为操作不当，极易使ＧＩＳ设备中所储存的ＳＦ６气体发生泄漏。最为重要的是，一旦空气中ＳＦ６气体含量超过一定程度，极易使操作人员及工作人员窒息甚至死亡。另外，ＧＩＳ设备与其他半封闭的开关设备相比，结构较为紧凑，所以大部分检测设备在进行检测时难以一次完成。
1.发热区及泄漏区集中于局部
在进行ＧＩＳ设备的检测时，由于其设备的结构较为紧凑且复杂，所以红外检测设备大多无法一次检测完成，同时大部分的发热区以及ＳＦ６气体泄漏区都集中于范围较小的几处，所以在对其进行检测时需要通过反复且精准的排查，直到确认所有的发热区以及泄漏点位置。而ＧＩＳ设备发热的原因大部分是由外壳接触不良或外壳散热环流运行不畅而引发的，所以其中需要特别注意的位置如伸缩节部位、跨接铜牌以及接地铜排和支撑构架等部位。
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另外，威胁ＧＩＳ设备正常运行的主要原因是微渗现象，即ＳＦ６气体微量且缓慢地向外泄露，但微渗现象在ＧＩＳ设备运行中属于较为常见的现象，如充气口、管道及压力表密封部位等都极易发生微渗现象。同时，由于金属极易受到气温的影响而发生热胀冷缩，所以微渗现象在气温年较差较大或季节气温差大的地区更为普遍，在这些地区ＧＩＳ设备往往会出现较大的泄漏点，甚至会出现焊缝脱落的现象，如不定期对ＧＩＳ设备进行重点排查将带来较大的安全隐患。
2.时常需要进行带电检测
带电检测是ＧＩＳ设备检测时最为重要的特点，即在运行状态下对ＧＩＳ设备进行泄露检测。由于ＧＩＳ设备体积较大，所以较难使其移动，且这类ＧＩＳ设备通常被放置于室内，所以在检测时常需进行带电检测。ＧＩＳ设备需带电检测的特性对部分检测仪器具有限制作用，在检测时要求检测设备不能对ＧＩＳ设备施加外力，且能较快的分辨出ＧＩＳ设备的表面温度以及ＳＦ６气体泄露状况。
二、红外检漏技术在GIS带电检测中的应用优势与不足
由于ＧＩＳ设备在检测时具有发热、泄漏区集中以及常需带电检测的两大特点，对检漏设备有较多限制。所以各类检漏技术及设备在对其进行检漏分析时往往优缺点较为明显，而红外检漏技术在GIS带电检测的应用中也具有优势与不足。
1.红外检漏技术在GIS带电检测中的应用优势
在GIS带电检测的应用中，红外检漏技术与其他检漏技术相比具有较大的优势。如：在进行操作时，应用红外检漏技术的设备操作简单，易于上手，甚至能进行单手操作；在进行检测时，应用红外检漏技术的设备不仅能对GIS带电检测设备的密封能力和状况进行迅速的检测，且精准度也较高；在实际应用方面，应用红外检漏技术的设备不仅小巧便携，还无需任何背景作为操作时的反射面，对于较为复杂的GIS设备的带电检测环境也能高速高效的使用；在成像显示方面，应用红外检漏技术的设备采用较为先进的图像及电子处理技术，不仅无需任何特定背景就能进行操作，还能在成像区呈现出简洁直观且层次感极佳的红外图像。
2.红外检漏技术在GIS带电检测应用中的不足
红外检漏技术在GIS带电检测应用中也出现了一些不足。首先，ＧＩＳ设备使用金属外壳，金属对红外检测的阻隔以及反射作用较强，所以在使用红外检漏设备进行检测时对于发热点的检测准确性不高，需对其进行长时间的连续监测或借助高精度的检测仪器，在特定的测量环境中才能对ＧＩＳ设备的发热点以及泄漏点进行高效检测。另外，红外检漏技术虽然不用在特定背景环境下进行操作，但在室内对ＧＩＳ设备进行检测时，因其温差不够显著所以红外成像也会变得不够清晰，在这种情况下应将红外检漏设备切换不同模式来对其进行核查与验证。但同时这类不足并不代表红外检漏技术在ＧＩＳ设备检测时的效率较低，随着红外检漏技术的发展以及科技的进步，红外检漏技术的不足也将很快得到改善。
结束语
红外成像检漏技术在应用时具有无需接触、直观成像以及定位准确、检测面积较大和检测距离较远等优势，这些优势使其在应用于GIS带电检测中时能保证其检漏结果的准确性，为GIS设备提供更为强大的安全保障。但同时红外成像检漏技术也具有不足之处，所以除对红外成像检漏技术进行改进外，在应用红外成像检漏技术时应结合其他技术，来实现技术之间的互补并达到最好的应用效果，使红外成像检漏技术在应用于ＧＩＳ设备检测时的安全性以及对发热点的检测精度都得到提升。
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论文作者:王统宾,曹宏斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：气体论文; 设备论文; 技术论文; 能量论文; 激光论文; 现象论文; 较大论文; 《电力设备》2017年第31期论文;