GIS设备内部充以0.4~0.6 MPa 的SF6气体作为绝缘和灭弧介质[1-3]，如果设备出现密封性缺陷，SF6气体会因为内外压差泄漏到大气中，一方面会引起设备内部绝缘性能的下降，给电力设备的安全运行带来安全隐患[4]；另一方面SF6作为一种强温室效应气体会对大气环境造成严重的污染[5]，而SF6气体无色无味和GIS 设备结构复杂的特点给快速准确地定

位漏气部位带来了很大的困难[6]。红外成像法能使SF6气体以动态烟雾的形式呈在背景环境下，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。

1 GIS 设备漏气的危害及原因：GIS 设备漏气会引起气室压力降低、SF6气体湿度增大，这时需要检修人员不断补气以维持额定压力，直接导致生产成本增加，而且在补气过程中一旦出现操作不规范、管路密封不严的状况，外界大气水份的渗入会进一步加剧SF6气体的湿度的增加，严重时会引发绝缘事故[7]，而GIS 设备结构紧凑、工艺复杂的特点决定了事故影响面广、抢修难度大、修复时间长，严重影响电网企业的安全、经济效益[8]。相比于高压断路器和电流互感器等SF6充气设备，GIS 设备工艺复杂，密封面、接口数量多，其漏气原因多种多样，确定难度更大，概括起来，主要有以

下3 个方面[9-14]： ①设计施工缺陷。母线仓过长、波纹管过少导致设备调整距离能力差；施工时尺寸对接不符合要求导致局部受力过大；设备基础不均匀导致运行中发生尺寸偏移；② 制造安装缺陷。盆式绝缘子、法兰、铸件存在裂纹、砂眼等缺陷；密封圈尺寸不匹配；防水、密封工艺不符合标准；接头、法兰紧固力矩不够；③自然环境影响。“O”型圈进水受潮；密封件、密封胶经久劣化失效；热胀冷缩导致设备发生形变。

2 GIS 设备SF6

气体检漏方法概述

GIS 设备采用密度继电器对SF6气体的泄露实时监测， 一旦压力值迅速下降或出现报警信号，则需要进一步的定性检测手段对漏气部位进行查找，以求在最短的时间内确定漏气部位，为处理缺陷争取时间。传统的方法有皂水法和声光报警法，皂水法几乎零成本，直观有效，但需要逐个部位涂抹观察，工作量大，适用性差；声光报警法借助于便携式定性检漏仪沿设备表面以一定的速度移动，对重点嫌疑部位的检测可配合局部包扎法， 灵敏度高，根据气体泄漏量的大小报警电路发出相应等级的警告信号，其原理大都基于SF6气体的负电性[15]，如紫外电离检测、负电晕检测，技术成熟，应用简单，但其需要反复比较验证才能确定漏气部位，且移动不稳或现场风大时容易造成误报警。除此之外，上述2 种传统方法最大的缺点是需要测试人员接近被测设备，不能探测带电设备的本体。光学成像法是近年来兴起的1 项新技术[16-18]，比较成熟的方法有激光成像法[19-20]和红外成像法，二者都是利用SF6气体的红外吸收特性使泄漏气体在视域内清晰可见， 能在设备带电的情况下进行检测。相比之下，红外成像法无需光源发生器，光学通量高，仪器轻便，更适合于现场的实时快速检测。

3 红外成像法的检测原理

波长在0.75~1 000 μm 之间的电磁波被称为红外光，具有连续波长的红外光通过物质时,其中某些波长的光被吸收，形成特定的红外吸收光谱，SF6气体的红外吸收特性很强，其吸收光谱主要集中10.6 μm处，见图1。基于上述原理，红外成像法在由衍射光学元件完成成像和色散的基础上，通过滤波器将工作波段调至包含上述波长的窄带(10~11 μm)，则使

通常不可见的SF6气体异于背景图像， 在仪器的取FLIR 公司的GasFindIR LW 型SF6气体检漏仪利用红外成像法可实现对带电设备气体泄漏的远距离检测(0~30 m)，灵敏度可达0.001 mL/s，重量小于2.1 kg，便携易带，并且可通过外置录像机实现红外视频的实时存储与分析。

4 应用案例

4.1 案例1

2010年7 月4 日，500 kV 德州变电站22F 开关气室压力值降为0.48 MPa(额定压力应为0.5 MPa)，现场补气至0.51 MPa，应用便携式检漏仪初步确定是密度继电器管路接口漏气，之后利用红外成像法对该间隔进行全面检漏，发现漏气点位于22F 开关A 相与上侧电流互感器之间分支母线盆式绝缘子与法兰对接面处，视频截图见图2，而管路接口密封良好，避免了漏气部位误判现象的发生。FLIR 公司的GasFindIR LW 型SF6气体检漏仪利用红外成像法可实现对带电设备气体泄漏的远距离检测(0~30 m)，灵敏度可达0.001 mL/s，重量小于2.1 kg，便携易带，并且可通过外置录像机实现红

外视频的实时存储与分析。

4 应用案例

4.1 案例1

2010年7 月4 日，500 kV 德州变电站22F 开关气室压力值降为0.48 MPa(额定压力应为0.5 MPa)，现场补气至0.51MPa，应用便携式检漏仪初步确定是密度继电器管路接口漏气，之后利用红外成像法对该间隔进行全面检漏，发现漏气点位于22F 开关A 相与上侧电流互感器之间分支母线盆式绝缘子与法兰对接面处，视频截图见图2，而管路接口密封良好，避免了漏气部位误判现象的发生。

4.2 案例2

2010 年12 月30 日，500 kV 济南变电站2 号主变220 kV 侧出线气室压力迅速降低， 并发出报警信号。现场补气的同时利用红外成像法对该间隔进行检漏， 发现A 相气室防爆孔处有大量烟雾冒现场实际设备见图6，漏气点距离地面4 m。经查看确认后发现防爆孔内部进水受潮、锈蚀严重，进而导致防爆膜劣化失效,发生漏气故障，见图7。

5 结论

1)红外成像法使SF6气体以图像视频的形式在自然条件下清晰可见，可在不停电的状况下快速查找GIS 设备的泄漏源，为测试人员提供了一种准确、直观、安全的气体泄漏远程检测技术。2)由于自然界中任何在绝对零度以上的物质都连续不断向外辐射红外光，所以红外成像法不受晚或光亮限制，适用性好，为及时处理漏气缺陷或故障创造了良好的条件。