关于SF6气体检测系统设计原理的综述

sF 是由两位法国化学家 Moissan和Lebeau在1900年合成。自 上世纪6o年代以来，sF 气体以其优异 的绝缘和灭弧性能，在电力系统中获 得了广泛的应用，几乎成了中压、高 压和超高压断路器和GIS中唯一的绝 缘和灭弧介质。正因为SF 气体的大 量使用，其安全性也受到了人们的广 泛关注。 一、SF 气体的特点及应用 从物理性质上看，sF 常态下是 一种无色、无味、无毒的不易燃气 体，比重约为空气的5倍。从化学性 质上看，其化学成分稳定，具有极好 的热稳定性。 在电力工业中，SF 广泛应用于 电导设备系列，如电源开关、封闭式 电容器组、变压器等。运行中， sF 气体的泄漏不可避免，当装有 SF放备的配电装置室如GIs发生泄漏 后，sF 气体在低层空间积聚到一定 浓度后，如果工作人员进入室内，会 发生大脑缺氧，甚至快速窒息等严重 人身安全事故。另外，在电弧以及局 部放电、高温等因素影响下，sF 气 体会产生如sF 、S2F 、SOF：等高毒分 解物，某些分解物遇水产生腐蚀性电 解质，这些有毒气体主要损害人体的 呼吸系统，中毒后会出现类似于感 冒、皮肤过敏、恶心呕吐、疲劳等不 良反应，吸入剂量大时，会出现更加 严重的后果。这些不仅对人身安全构 成严重威胁，而且危害电气设备的正 常运行。电业安全工作规程(发 电厂和变电站部分)特别规定，装有 sF放备的配电装置室必须保证sF 浓 度小于lO00ppm，除须装设强力通风 装置外，还必须安装能报警的氧含量 和sF气体浓度监测装置。 因此，准确检测空气中sF 气体 浓度是设备安全可靠运行的保障，并 且其安全性也受到全球性的关注。 二、SIz 气体检测系统设计原理 的优越性比较 空气中微量sF气体的检测是比 较困难的，目前，广为应用的原理多 基于：高压放电电离法、电化学法、 红外成像法、红外光谱法(NDIR)、 超声检测技术。 1高压放电电离法。高压放电电 离法是目前手持式检漏仪中常采用的 检测方法，当空气中含有不同浓度的 六氟化硫气体时，高压放电的电流就 有所改变，通过测量此放电电流的大 小而确定空气中泄漏的六氟化硫的浓 度大小。此类设备体积小，成本低， 但其高压电晕放电传感器寿命较短， 不能长期稳定的工作，漂移大，易产 生误报情况，不适合SF 定量实时、 在线检测。 2电化学法。电化学技术的原理 是被检测气体接触到200C左右高温 的催化剂表面，并与之发生相应的化 学反应，从而产生电信号的改变，以 此来发现被检测气体。但由于其传感 器参与反应，可能产生二次污染 (SF 体自身是无毒，但通过化学 反应后会产生有毒分解物)，另外传 感器寿命较短，要定期更换传感器， 增加了后期投入。 3红外成像法。红外成像技术是 利用sF 气体具有强烈吸收作用的特 性，如美国某公司的红外激光成像 sF气体定位系统，它主要用于设备 的检漏，除结构复杂外，价格十分昂 贵(90130万)。此原理常用在手 持式仪器中，成本高、不适合构建网 络，无法实现sF 气体实时检测。 4红外光谱法(NDIR)。近年 来，红外光谱法NDIR技术得到广泛 的应用，利用sF 气体具有强烈吸收 作用的特性，能定量检测sF 体浓 度，但是目前此种原理所采用的传感 器多采用进口传感器，价格约为超声 波传感器的l嘴，为了解决成本问 题，目前生产厂家多采用集中式(抽 气式)架构，即用真空泵将现场空气 抽到取样分析仪中进行测量，取样分 析仪中包括sF 感器和多通路电磁 阀，通过控制电磁阀来切换通道，实 现多点测量，此方案成功的降低了成 本，但是真空泵使用寿命不长，还需 要定期清理探测点的灰尘，否则会影 响测量精度甚至造成误报警，定期的 清理工作就增加了后期的投入，另外 一套系统中SF6,感器只有一个，若 这个sF 传感器损坏整套系统也就瘫 71