SF6 氣體憑借其優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，在開關(guān)設備中廣泛應用。然而，SF6 開關(guān)設備運行過程中，漏氣問題較為常見。漏氣不僅會降低設備的絕緣和滅弧能力，引發(fā)設備故障，還會對環(huán)境和人體健康造成危害。因此，準確掌握 SF6 開關(guān)設備漏氣的部位及有效的檢測方法，對于保障設備安全穩(wěn)定運行、降低運維成本、減少環(huán)境污染具有重要意義。
SF6 開關(guān)設備漏氣的常見部位
SF6 斷路器本體
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支柱驅(qū)動桿與密封圈處：在設備操作過程中，支柱驅(qū)動桿頻繁往復運動，容易導致密封圈劃傷。一旦密封圈受損，SF6 氣體就會從此處泄漏。比如在一些頻繁操作的變電站中，就曾多次出現(xiàn)因支柱驅(qū)動桿密封圈劃傷而導致的漏氣現(xiàn)象。
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充氣閥：充氣閥密封不良是常見的漏氣點之一?？赡苁怯捎诔錃忾y質(zhì)量問題，或者在充氣操作過程中，未正確安裝或損壞了充氣閥的密封部件，使得氣體從充氣閥處泄漏。
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支柱瓷套根部：支柱瓷套根部若存在裂紋，會為 SF6 氣體泄漏提供通道。裂紋的產(chǎn)生可能是由于制造缺陷、運輸過程中的碰撞或者長期運行中的機械應力、熱應力作用。例如，某變電站一臺 SF6 斷路器在經(jīng)歷一次雷擊過電壓后，支柱瓷套根部出現(xiàn)裂紋，進而引發(fā)漏氣。
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法蘭聯(lián)接處：法蘭聯(lián)接面如果不平整、有雜質(zhì)或者密封墊老化、損壞，都會造成密封不嚴，導致氣體泄漏。據(jù)統(tǒng)計，在 SF6 斷路器漏氣故障中，法蘭聯(lián)接處漏氣占比較高。
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滅弧室頂蓋：滅弧室頂蓋若有砂眼，會使 SF6 氣體泄漏。砂眼通常是在制造過程中，由于鑄造工藝問題而產(chǎn)生的。
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三聯(lián)箱蓋板：三聯(lián)箱蓋板密封不好，也可能導致 SF6 氣體泄漏?？赡苁敲芊鈮|安裝不當或者老化失效所致。
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氣體管路接頭：氣體管路接頭處因安裝不牢固、密封材料老化等原因，容易出現(xiàn)漏氣情況。尤其是在一些老舊設備中，氣體管路接頭漏氣問題較為突出。
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密度繼電器接口與二次壓力表接頭：這些接口處若密封不良，同樣會造成 SF6 氣體泄漏?？赡苁怯捎诮涌诼菁y損壞、密封膠圈老化等原因引起。
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焊縫：焊接質(zhì)量不佳，存在虛焊、氣孔等缺陷，會使焊縫處成為漏氣點。在設備制造和安裝過程中，若焊縫質(zhì)量把控不嚴，就容易出現(xiàn)此類問題。
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密封槽與密封圈（墊）尺寸不匹配：如果密封槽與密封圈（墊）尺寸不匹配，無法形成良好的密封效果，必然導致氣體泄漏。這屬于設備制造或安裝過程中的失誤。
GIS（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設備）
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隔室：隔室之間的密封部位，如密封墊老化、損壞，或者安裝時密封處理不當，會導致隔室漏氣。
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絕緣子：絕緣子與設備外殼的連接處若密封不好，SF6 氣體可能會泄漏。此外，絕緣子本身若存在裂紋等缺陷，也可能引發(fā)漏氣。
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O 型密封圈：O 型密封圈廣泛應用于 GIS 設備的各個密封部位，其老化、變形、損壞是導致漏氣的常見原因。例如，在高溫、高濕度環(huán)境下運行的 GIS 設備，O 型密封圈更容易出現(xiàn)問題。
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開關(guān)絕緣桿：開關(guān)絕緣桿與設備的密封處，若密封失效，會發(fā)生漏氣現(xiàn)象?？赡苁怯捎陂L期操作導致密封部件磨損所致。
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互感器二次線端子：互感器二次線端子處密封不良，會使 SF6 氣體泄漏?？赡苁敲芊饽z老化、脫落等原因造成。
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箱板連接點：箱板連接點的密封若出現(xiàn)問題，如密封墊損壞、連接螺栓松動等，會導致氣體泄漏。
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氣室母管：氣室母管的焊縫、接頭處，因焊接質(zhì)量問題或密封不良，容易出現(xiàn)漏氣。
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附件砂眼處：設備附件如有砂眼，如一些鑄造的小部件，會造成 SF6 氣體泄漏。這通常是由于附件制造工藝缺陷導致。
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氣室伸縮節(jié)接口：氣室伸縮節(jié)用于補償設備因溫度變化等原因產(chǎn)生的伸縮，其接口處若密封不好，會發(fā)生漏氣。例如，在溫度變化較大的地區(qū)，氣室伸縮節(jié)接口漏氣問題相對較多。
液壓機構(gòu)（與 SF6 開關(guān)設備相關(guān)部分）
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三通閥和放油閥：這些閥門的密封部位容易出現(xiàn)泄漏，可能是由于閥門頻繁操作，導致密封部件磨損，或者閥門本身質(zhì)量問題。
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高低壓油管：高低壓油管的接頭處、油管本身若有裂紋或砂眼，會造成油液泄漏，進而影響 SF6 開關(guān)設備的正常運行。因為液壓機構(gòu)的正常工作對油液的密封性要求很高。
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壓力表和壓力繼電器接頭：這些接頭處密封不良，會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象?？赡苁怯捎诮宇^松動、密封墊老化等原因。
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工作缸活塞桿和貯壓筒活塞桿的密封受損處：活塞桿在工作過程中頻繁往復運動，其密封部位容易受損，導致油液泄漏。一旦油液泄漏，可能會污染 SF6 氣體，影響設備性能。
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低壓油箱的砂眼處：低壓油箱若存在砂眼，會使油液泄漏。砂眼通常是在制造過程中形成的缺陷。
SF6 開關(guān)設備漏氣的檢測方法
定性檢漏方法
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操作流程：將抽真空管道接頭連接至設備，對設備抽真空至 1.33×102Pa 。停真空泵后，觀察 15 - 20min 。若真空度保持穩(wěn)定，無明顯下降，可初步認為設備無泄漏；若真空度下降值很大，或者設備真空度無法抽到規(guī)定值，則設備存在泄漏隱患，需要進一步檢查和檢修。
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原理：利用真空狀態(tài)下，設備內(nèi)外存在壓力差。如果設備有泄漏點，外界空氣會進入設備，導致真空度下降。通過監(jiān)測真空度的變化情況，來判斷設備是否漏氣。
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應用場景與局限性：適用于設備安裝前、大修后的檢測，可有效檢測出較大的泄漏點。但對于微小泄漏點，可能由于真空度變化不明顯而難以察覺。而且該方法需要專業(yè)的抽真空設備，操作相對復雜，且不能在設備帶電運行時進行檢測。
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操作流程：選用靈敏度較高的 SF6 檢漏儀，在測量前先將儀器調(diào)試到工作狀態(tài)，部分儀器可根據(jù)需要調(diào)節(jié)到合適的靈敏度。然后，手持探頭，以 8 - 10cm/s 的速度沿被測 SF6 設備外部表面仔細移動，重點探測易泄漏部位及檢漏口。根據(jù)檢漏儀發(fā)出的聲或光報警信號，以及儀器指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)，來確定是否存在泄漏及粗略判斷泄漏濃度。
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原理：SF6 檢漏儀利用特定的傳感器，能夠檢測到環(huán)境中 SF6 氣體的濃度變化。當探頭靠近泄漏點時，泄漏出的 SF6 氣體使周圍環(huán)境中 SF6 濃度升高，檢漏儀的傳感器感應到濃度變化后，觸發(fā)報警裝置。
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應用場景與局限性：可用于設備日常巡檢和維護中的檢漏，操作簡便快捷，能在設備帶電運行時進行檢測。但只能定性判斷是否漏氣，無法準確確定漏氣量和年漏氣率。而且檢測結(jié)果受檢漏儀靈敏度、環(huán)境干擾等因素影響較大。例如，在通風不良的室內(nèi)，即使設備沒有泄漏，也可能因環(huán)境中殘留的 SF6 氣體導致檢漏儀誤報警。
定量檢漏方法
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操作流程：準備 1000ml 的塑料檢漏瓶，掛瓶前先將檢漏口螺絲拿下 24h ，使檢漏口內(nèi)積聚的 SF6 氣體全部排出。然后進行掛瓶，掛瓶時間為 30min 。掛瓶結(jié)束后，使用檢漏儀檢查瓶中的 SF6 氣體濃度，通過濃度值計算泄漏量。
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原理：利用 SF6 氣體的擴散特性，在檢漏口處掛瓶，經(jīng)過一定時間后，泄漏出的 SF6 氣體在瓶內(nèi)積聚，通過檢測瓶內(nèi)氣體濃度，結(jié)合掛瓶時間等參數(shù)，可計算出設備的泄漏量。
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應用場景與局限性：適用于雙層密封槽的法蘭面等特定部位的檢漏。該方法操作相對簡單，但檢測結(jié)果受掛瓶位置、環(huán)境氣流等因素影響較大。如果掛瓶位置不當，可能無法準確收集到泄漏的 SF6 氣體，導致檢測結(jié)果不準確。
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操作流程：對于體積較小的 35kV 和 10kV SF6 開關(guān)，可使用塑料薄膜等材料制成密封罩，將設備罩住。為便于計算，盡量將罩子做成規(guī)則的幾何形狀，并在罩子的上、中、下，前、后、左、右開適當?shù)男】?，用膠布密封作為測試孔。經(jīng)過一段時間后，用檢漏儀檢測罩內(nèi) SF6 氣體濃度，根據(jù)濃度值計算漏氣率。
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原理：將設備整體扣罩后，泄漏出的 SF6 氣體在罩內(nèi)積聚，通過檢測罩內(nèi)氣體濃度，結(jié)合罩子的體積、檢測時間等參數(shù)，可計算出設備的漏氣率。
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應用場景與局限性：適用于體積較小的開關(guān)設備檢漏。能較為準確地測量設備的整體漏氣率，但密封罩的制作和安裝較為繁瑣，且對罩子的密封性要求很高。如果罩子存在漏氣，會嚴重影響檢測結(jié)果的準確性。此外，該方法檢測時間較長，效率相對較低。
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操作流程：將設備的法蘭接口等外側(cè)或檢漏孔用聚乙烯薄膜包扎，薄膜距離設備外面 50 - 80mm ，包扎時間為 5h 。測量時，將檢漏儀探頭接近薄膜底部，檢測薄膜內(nèi)的 SF6 含量。每個薄膜內(nèi)的 SF6 含量不應大于 30μL/L ，若超過該值，則設備存在泄漏問題，可進一步計算漏氣率。
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原理：通過對設備局部進行包扎，使泄漏出的 SF6 氣體在包扎的薄膜內(nèi)積聚，檢測薄膜內(nèi)氣體濃度，從而判斷設備是否泄漏，并計算漏氣率。
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應用場景與局限性：適用于檢測設備局部的微小泄漏點。操作相對簡單，但檢測結(jié)果受包扎質(zhì)量、環(huán)境溫度和氣壓等因素影響較大。例如，環(huán)境溫度變化可能導致薄膜內(nèi)氣體體積變化，從而影響檢測結(jié)果的準確性。而且該方法只能檢測包扎部位的泄漏情況，對于設備其他部位的泄漏無法檢測。
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操作流程：在設備充氣至額定壓力后，關(guān)閉充氣閥門，記錄初始壓力值 P1 和初始時間 t1 。經(jīng)過一段時間 t 后，再次記錄設備內(nèi)的壓力值 P2 。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，考慮設備內(nèi)氣體的溫度變化等因素，通過公式計算出漏氣率。公式為：漏氣率 = （P1 - P2） / （P1 × t） × 換算系數(shù)（換算系數(shù)與設備的容積、氣體特性等有關(guān)）。
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原理：基于理想氣體狀態(tài)方程，在設備容積不變的情況下，氣體泄漏會導致壓力下降。通過監(jiān)測設備內(nèi)氣體壓力隨時間的變化情況，可計算出漏氣率。
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應用場景與局限性：適用于各種類型的 SF6 開關(guān)設備，能較為準確地計算出設備的年漏氣率。但該方法需要準確測量設備內(nèi)氣體的壓力和溫度，且對測量時間間隔有一定要求。如果測量過程中設備受到外界因素干擾，如溫度大幅波動、設備振動等，會影響測量結(jié)果的準確性。此外，該方法計算過程相對復雜，需要專業(yè)人員進行操作和數(shù)據(jù)處理。
其他檢測方法
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操作流程：使用專門的 SF6 紅外檢測儀，如 GF306 紅外檢測儀。檢測時，對設備進行全面掃描，儀器發(fā)射特定波長的紅外輻射，當遇到泄漏的 SF6 氣體時，SF6 氣體對紅外輻射的吸收率與空氣不同，會導致反射回的紅外輻射強度發(fā)生變化，儀器根據(jù)這種變化成像，使泄漏位置、泄漏量清晰可視。
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原理：利用 SF6 氣體對特定波長紅外輻射的吸收特性，通過檢測反射紅外輻射的變化來定位泄漏點。
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應用場景與局限性：可在設備帶電運行時進行遠距離檢測，能快速、準確地定位泄漏點，尤其適用于檢測微小泄漏點。對于一些難以接近的部位，如高處的設備、復雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的設備等，也能有效檢測。但紅外檢測儀價格較高，且檢測結(jié)果受環(huán)境溫度、濕度、背景輻射等因素影響較大。在高溫、高濕度環(huán)境下，或者周圍存在強紅外輻射源時，可能會干擾檢測結(jié)果，導致誤判或漏判。
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操作流程：將超聲波檢漏儀的探頭靠近被測設備，在溫度、壓強相同的條件下，由于 SF6 氣體泄漏會引起周圍氣體狀態(tài)變化，導致超聲波傳播特性改變。超聲波檢漏儀通過檢測這種變化，判斷是否存在泄漏，并確定泄漏點位置。例如，采用相位差法測聲速，即在發(fā)射超聲波的同時開始脈沖計數(shù)，直到檢測到回波信號的幅值超過一定閥值后停止計數(shù)，再與計數(shù)周期相乘便得到超聲傳播時間，固定的傳播距離除以該時間即為聲速，根據(jù)聲速變化判斷是否有 SF6 氣體泄漏。
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原理：基于聲音在不同氣體介質(zhì)中的傳播特性差異，以及氣體泄漏時產(chǎn)生的擾動會影響超聲波傳播這一原理進行檢測。
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應用場景與局限性：可在設備帶電運行時進行檢測，能快速發(fā)現(xiàn)泄漏點。對于一些表面復雜、難以直接觀察的設備部位，也能通過超聲波的反射和散射特性進行檢測。但測量精度受環(huán)境振動、噪聲干擾以及超聲波在氣體介質(zhì)中衰減的影響較大。在嘈雜的環(huán)境中，或者設備附近存在強烈振動源時，超聲波檢漏儀可能會出現(xiàn)誤報警或無法準確檢測泄漏點的情況。
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操作流程：使用激光成像檢漏設備，對被檢設備部位發(fā)射激光。SF6 氣體會吸收激光能量，使反射回的激光強度發(fā)生變化。激光成像系統(tǒng)根據(jù)反射激光的差異成像，當圖像中出現(xiàn)異常的暗區(qū)或亮區(qū)等特征時，即可判定存在泄漏點。例如，反向散射激光進入激光攝影機成像系統(tǒng)，通過分析成像差異來確定泄漏位置和泄漏程度。
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原理：利用 SF6 氣體對激光的吸收特性，通過檢測反射激光的變化來實現(xiàn)泄漏檢測和定位。
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應用場景與局限性：檢測精度高，可實現(xiàn)遠距離、非接觸式檢測，能直觀地顯示泄漏位置和泄漏程度。對于一些大型、復雜的 SF6 開關(guān)設備，如 GIS 變電站等，具有很好的檢測效果。但激光器成本高，設備體積龐大，不便于攜帶和在狹窄空間內(nèi)操作。而且檢測過程受環(huán)境灰塵、霧氣等因素影響較大，在惡劣天氣條件下，檢測結(jié)果的準確性可能會受到影響。
SF6 開關(guān)設備漏氣部位多樣，涵蓋了斷路器本體、GIS 以及相關(guān)的液壓機構(gòu)等多個部分。不同部位的漏氣原因各不相同，包括制造工藝缺陷、安裝不當、長期運行導致的部件老化磨損等。針對這些漏氣問題，檢測方法也豐富多樣，定性檢漏方法可快速判斷設備是否漏氣，定量檢漏方法能準確計算漏氣量和年漏氣率，其他如紅外、超聲波、激光成像等檢測方法則各有優(yōu)勢，適用于不同的應用場景和設備類型。在實際工作中，應根據(jù)設備的具體情況、運行環(huán)境以及檢測需求，合理選擇檢測方法，及時發(fā)現(xiàn)和處理 SF6 開關(guān)設備的漏氣問題，確保設備安全可靠運行，減少對環(huán)境和人員的危害。同時，還應加強設備的日常維護管理，提高設備制造和安裝質(zhì)量，從源頭上降低漏氣故障的發(fā)生概率。
