电力行业六氟化硫SF6传感器的应用特性及检测方法介绍

2019-08-21 10:50

空气是具有一定绝缘性的，220V的电源，正负极之间保持一定距离是不会有电弧产生，不会有火花，但是如果靠的太近还是会有火花产生，甚至会有爆炸，危险性很大。220V是这样，380V的安全距离会更长。而发电厂的变电站、管理几户几十户居民用电的配电室（也称配电房，配电室，配电所）、管理一个片区用电的开关站或者环网柜等，电压会更高，达到千伏万伏，如何做才能既缩小体积又保证安全呢。电力行业通过GIS设备来保证安全。具体是采用一些特殊气体作为开关设备的绝缘介质，用灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中。

纯净的六氟化硫SF6在常温、常压下是一种无色、无味、无毒、不燃的惰性气体，密度是空气的5倍，实际散热能力比空气好，电负性强（电子亲和能3．4eV，其分子具有很强的吸附自由电子而形成负离子的能力，因而阻碍了放电的形成和发展，所以具有较高的绝缘强度）。SF6对金属及绝缘材料无腐蚀作用，具有极好的热稳定性，不易被分解（SF6气体在高温下发生分解需要大量的能量，因而对弧道产生强烈的冷却作用。SF6气体的灭弧能力是空气的100倍以上，且其分解气体均具有很强的绝缘强度）。

由于SF6气体具有这些优势，SF6断路器完全取代了传统的油开关，SF6电流互感器和电压互感器也获得了较快的推广应用。SF6设备体积小、可靠稳定，但SF6气体的泄漏是电力行业主要事故之一。正常情况下，大气中水分的浓度是SF6气室里水分浓度的几十倍，在南方这些湿度比较大的地区，水分浓度差可能达到上百倍，所以，巨大的内外浓度差使得水分一有机会就会渗透到SF6气室里，引起微水大幅升高。而水分在电弧及高温作用下会与SF6气体产生一系列反应，水分是产生腐蚀性、毒性的主要促成剂。另外由于SF6比空气沉，一旦发生泄漏基本会跑到底层，很容易对工作人员造成各种伤害。这样看来SF6的泄漏是不可避免的，关键是如何在泄漏在超出一个可以接受的安全水平后及时发出预警。所以，在电力行业围绕SF6有很多参数需要检测，纯度检测（检测SF6气体的密度变化。密度值以20时SF6气体的压力表示），泄漏检测和分解物检测是主要的三个方向。本文主要介绍泄漏检测。

SF6具有较强的红外吸收特性，基于这个特性，意大利NET公司研发了非色散红外原理SF6传感器（IFP32－SF6M－NCVSP），美国LIS公司研发生产的激光成像检测技术。国内也有类似的研究，并有同类产品问世。

除此以外，SF6的检测还有半导体原理，也可以通过高压击穿法检测，但是这两种方法误报频发，检测精度和稳定性都无法保证，在行业内是最无品的选择。

另外还有超声波和热导原理SF6传感器，这两个原理都是通过物理参数（分别是声速和导热系数）来检测。因为电力行业SF6泄漏后空气成分不复杂，正好迎合了这两种原理的特征。基于这两种原理做出的产品不仅成本低，同时具有零点稳定，误报少，免维护等特征。