平高集團有限公司 關 曉 聶海全

1 常用檢漏設備的使用方法

1.1 檢漏設備簡介

目前國內(nèi)GIS生產(chǎn)廠家及安裝現(xiàn)場常用的檢漏設備，大多是上海唐山儀表廠生產(chǎn)的LF-ID檢漏儀，見圖1。它的工作原理是探槍內(nèi)裝有高頻振蕩回路的電離腔，工作時電離腔內(nèi)接近真空狀態(tài)下產(chǎn)生高頻電離，具有負電性的SF6氣體進入電離腔，電離狀態(tài)會發(fā)生改變，高頻振蕩狀態(tài)也隨之改變，檢波高頻振蕩狀態(tài)就能判定SF6氣體濃度。該檢漏儀優(yōu)點為具有定量校準曲線，方便進行定量計算；靈敏度較高，10-8 SF6氣體濃度有反應。缺點為穩(wěn)定性較差，體積重量較大，適應于出廠試驗與現(xiàn)場檢漏試驗。

1.2 LF-ID檢漏儀操作方法

圖1 上海唐山儀表廠LF-ID檢漏儀工作原理示意圖

1.3 定量校準曲線的意義

每一臺檢漏儀都有其唯一的校準曲線，見圖2。橫坐標代表檢漏儀探槍的讀數(shù)，縱坐標代表SF6濃度。檢漏時，檢漏儀的讀數(shù)沒有單位，要換算成濃度值，就要查該檢漏儀的SF6氣體檢漏儀定量校準曲線，例如，檢漏儀的讀數(shù)為100，從曲線上對應縱坐標代表的濃度為9.5×10-6(V/V，體積比)，即9.5ppm。

圖2 定量校準曲線

1.4 定量校準曲線的繪制

用檢漏儀對配制（常用方法是用1ml的針筒抽入純SF6氣體，稀釋到100ml的針筒內(nèi)，該針筒內(nèi)氣體濃度就是10-2，以此類推）的每一濃度（10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 ）的標準SF6氣體進行測量，就有一個相應的讀數(shù)，這些濃度和檢漏儀讀數(shù)在坐標紙上就構(gòu)成了相應的坐標點，把這些點用平滑的曲線連起來，就制成該臺檢漏儀的SF6氣體檢漏儀定量校準曲線，檢漏儀的基數(shù)，即檢漏儀在沒有SF6氣體、空氣清新的地方，儀器所顯示的基礎數(shù)值，簡稱為基數(shù)，如圖2，該臺檢漏儀基數(shù)為30。

1.5 定量校準曲線注意事項

我們在實際檢漏試驗時，會發(fā)現(xiàn)檢漏儀在工作一定時期之后，基數(shù)會發(fā)生變化。基數(shù)是儀器各個可調(diào)部位調(diào)整在一定情況下所固有的數(shù)值。定量校準曲線表是在此基數(shù)基礎上經(jīng)過校準得來的，曲線中的各項指標與檢漏儀的實際檢測性能相符。由于檢漏儀的實際工況及各部件的工作性能發(fā)生了變化，引起基數(shù)發(fā)生變化，這時原定量校準曲線表與檢漏儀的實際檢測性能已不再相符?；鶖?shù)變化越大，原校準曲線準確度越低。此時，需要對檢漏儀重新校準。

2 檢漏基本方法及判定標準：

2.1 定性檢漏（適用于出廠試驗與現(xiàn)場試驗）

定性檢漏方法：試品充額定壓力SF6氣體后，且靜置時間不少于24h才可進行定性檢漏。檢漏儀工作正常，在無風吹拂的情況下，手拿探槍距試品5mm左右，對電氣設備的各個密封環(huán)節(jié)、焊縫、鑄件、接頭接合面、法蘭密封、轉(zhuǎn)動密封、滑動密封、表計接口等位置進行緩慢移動（盡量避免接觸試品，避免探槍靠試品太近易吸入灰塵及雜物、與產(chǎn)品易磕碰，會造成檢漏儀讀數(shù)的不穩(wěn)定），監(jiān)聽檢漏儀的報警聲音的變化，同時監(jiān)視檢漏儀的濃度讀數(shù)。

定性檢漏合格判斷：檢漏儀讀數(shù)不增加的為合格；

定性檢漏儀讀數(shù)增加較大（大于1×10-6）的，為不合格(要避免螺紋孔等處SF6氣體積蓄后，濃度較大，造成誤判)；

定性如果讀數(shù)增加不大（不大于1×10-6），需采用定量法（包扎法）進一步確認是否合格。

引用相關標準二：DL/T618-2011《氣體絕緣金屬封閉開關設備現(xiàn)場交接試驗規(guī)程》第3頁9.3.1規(guī)定：

我們經(jīng)過多年實踐驗證：

用不低于1×10-6（體積比）的檢漏儀對各氣室密封部分、管道接頭等處進行檢測時，檢漏儀不報警的方法能夠保證年漏氣率不大于1%。

用不低于1×10-8（體積比）的檢漏儀對各氣室密封部分、管道接頭等處進行檢測時，檢漏儀不報警的方法能夠保證年漏氣率不大于0.1%。對于檢漏儀有反應，讀數(shù)濃度沒有超過1×10-6（體積比）的，要用包扎法進行確認(避免誤判)。

2.2 定量檢漏（適用于出廠試驗與現(xiàn)場試驗）

定量檢漏方法：試品充額定壓力SF6氣體后，且靜置時間不少于24h，用薄膜對試品進行包扎或扣罩，歷時5h或24h后，用檢漏儀測量罩內(nèi)SF6氣體增加量。

檢漏合格判斷：包扎5h后，單個包扎罩內(nèi)SF6濃度增加不大于15ppm為合格。

每個氣室，計算年漏氣率不應大于0.3%為合格。

單個密封面或單個零部件，計算漏氣率≤0.1Pa.cm3/s為合格。

引用相關標準一、GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》第49頁14.0.4規(guī)定，必要是要采用局部包扎法進行氣體泄漏測量。以24h的漏氣量換算，每個氣室年漏氣率不應大于1%。

引用相關標準二、DL/T596-1996 《電力設備預防性試驗規(guī)程》第567頁規(guī)定，對電壓等級較高的斷路器以及 GIS 。因體積大可采用局部包扎法檢漏，每個密封面位包扎后歷時5h，測得的SF6氣體含量（體積比）不大于30×10-6。

引用相關標準三：DL/T618-2011《氣體絕緣金屬封閉開關設備現(xiàn)場交接試驗規(guī)程》第3頁9.3.2規(guī)定：

引用相關標準四：GIS生產(chǎn)廠家技術標準：單個密封面或單個零部件要求，漏氣率 ≤0.1Pa.cm3/s

我們經(jīng)過多年實踐驗證：包扎后歷時5h，測得的SF6氣體含量（體積比）不大于15×10-6 方法能夠保證年漏氣率不大于0.1%。

單個密封面或單個零部件，計算漏氣率≤0.1Pa.cm3/s的，也能夠保證年漏氣率不大于0.1%。

當氣密性試驗，漏氣量大小有爭議時，應以包扎檢漏為準，只要滿足包扎后時間5h，罩內(nèi)增加的SF6氣體含量（體積比）不大于15×10-6，就能夠保證年漏氣率不大于0.1%。

圖3為某耐壓工裝（內(nèi)充0.5MPa SF6）包扎檢漏情況

圖3 耐壓工裝包扎檢漏

3 定量檢漏計算方法，對試品包扎或扣罩

3.1 漏氣率的計算

P(大氣壓強)——105Pa V(檢漏罩減去試品的容積)—cm3K(檢漏罩內(nèi)SF6氣體的濃度增加值即K2-K1)—體積比值t(扣罩收集SF6氣體含量的時間)。

3.2 年漏氣重量的計算

年漏氣量：

r＝SF6氣體密度 6.15kg/m3(latm 20℃)

T＝1年的小時數(shù) 365日×24h ＝8760h

V＝檢漏罩減去試品的容積 m3

K＝SF6氣體濃度變化 V/V

t＝扣罩或包扎時間 t (h)

3.3 年漏氣率的計算

G＝年漏氣重量 kg

M＝該氣室充入SF6氣體重量 kg

4 結(jié)束語

規(guī)范有效的GIS氣密試驗，一方面檢漏設備要完好、滿足要求，充SF6氣體時間要足夠長，不低于24h，檢漏方法（定性、包扎）要得當，計算方法要正確，使用標準要準確。

附有關SF6氣體的相關特性

1）SF6氣體和空氣的對比度：

SF6氣體約是空氣重量的5倍〔分子量SF6氣體146.06(g/mol)空氣為28.966(g/mol)〕、SF6氣體構(gòu)造是以S原子為中心周圍有6個F原子的頂點相結(jié)合的正八面體，S原子和F原子的間隔是1.58A、由于SF6氣體是無色、無味、無害的氣體、重量又是空氣的5倍，所以在檢漏罩中操作時要充分注意不要造成缺氧。

2）壓力單位

我們通常所見所說的壓力表上的壓力比如『0.4MPa』指的是表壓。表壓再加上大氣壓就是絕對壓力。平時，單說壓力是多少MPa時，在科學關系中多指絕對壓力，在機器關系中多指儀表壓力。1個大氣壓是指空氣層對地上的物體的通常壓力，用latm,760 mmHg,1013 hPa等來表示。另外，用來表示真空度的單位的Pa則是133Pa=1Torr =1 mmHg。

3）波耳—查理定律

一般溫度保持一定的話氣體的體積與壓力成反比。這在波耳—查理定律中以氣體的壓力為P、體積為V，表示出來的話即是PV=常量。另外，就氣體的膨脹率來說，幾乎所有的氣體都是一定的，大約是1/273，如α＝1/273時，則α＝(V-V0)/(V0 t)即V＝V0(1+t/273)即一定質(zhì)量的氣體的體積，如壓力一定的話，溫度每上升1℃，將增加0℃的體積的1/273。這就是波耳—查理定律。

波耳—查理定律中氣體的體積與絕對溫度成正比、與壓力成反比。現(xiàn)在，以絕對溫度為T0，此時的壓力為P0，體積為V0時，其絕對溫度T時的壓力P、體積V則為P·V/T＝P0·V0/T0＝常量。

如:V＝一定的話，則P/P0＝T/T0 ∴ P0(1+t/273)，即一定體積的氣體壓力，溫度每上升1℃,則增加0℃時的壓力的1/273。

習題1 一壓力容器中置入0.5 MPa(20℃)的空氣，當空氣溫度降至5℃時，壓力是多少？

SF6氣體和空氣的對比度表

各種絕對壓力換算表

4）求得SF6氣體重量的方法

欲求封入某容器中的SF6氣體的重量。因壓力1atm 20℃時的密度為6.15kg/m3，假設1m3的容器中封入0.3MPa（表壓）SF6氣體的話，其重量則是：密度25.28 kg/m3 ×1m3＝25.28 kg，通過壓力—密度曲線可以簡單看出。記牢SF6氣體的密度6.15 kg/m3（20℃）的話，會在計算中帶來很多方便。

習題2 在溫度5℃時在750l的容器中封入0.5 MPa（表壓）的SF6氣體，其重量是多少？

溫度5℃時0.5MPa的SF6氣體，根據(jù)波耳—查理定律20℃的壓力為0.53MPa。

查表求得此時的密度是41.77 kg/m3（20℃）。

內(nèi)容積是750l，即0.75m3 SF6氣體的重量是41.77×0.75＝31.3 kg。計算時應注意的是單位必須統(tǒng)一。

Kgf/cm與MPa（表壓）的密度參考值（20C。）