SF6分解氣體線上監測裝置在長期執行過程中可能會發生SF6洩漏，嚴重時會影響一次裝置的安全執行，需要對其洩漏狀態進行檢測。透過比較現有SF6氣體洩漏檢測方法，國網安徽省電力有限公司電力科學研究院、國家電網有限公司六氟化硫氣體特性分析與淨化處理技術實驗室的研究人員馬鳳翔、袁小芳 等，在2021年第10期《電氣技術》上撰文，提出採用非分散紅外吸收感測器檢測SF6氣體洩漏，搭建感測器檢測電路及洩漏模擬實驗平臺，研究感測器對不同洩漏速度、不同洩漏點的響應特性，以及佈置位置、進氣口朝向對感測器檢測特性的影響。
研究結果顯示，隨著洩漏速度增大，感測器響應增加並最終趨於穩定，且不同位置感測器對三種洩漏點的響應速度、響應值不同，其中3號位置的感測器對三種洩漏點都具有較好的響應特性，是感測器安裝的優選位置；同時感測器側向安裝響應速度更快。該技術能對不同速度的SF6洩漏進行實時檢測，透過感測器多點佈置可以實現對洩漏區域的定位。
六氟化硫（SF6）氣體具有優異的絕緣和滅弧效能，被廣泛應用於氣體絕緣金屬封閉開關裝置（gas insulated switchgear, GIS）、互感器、套管等電氣裝置中。SF6氣體化學性質穩定，但在放電或過熱條件下會發生解離；在沒有其他雜質存在時，解離的SF6會迅速複合還原為SF6氣體。
但在實際使用中，SF6氣體中難免會混有少量水分和氧氣等雜質，解離的SF6與這些雜質組分進一步反應，生成多種毒性大且腐蝕性強的分解產物（SO2F2、SOF2、SO2、H2S等）。
這些分解產物存在於電氣裝置中，會進一步加速裝置故障發展、危害檢修人員的安全。因此，分析SF6分解產物的組成和含量，是做好電氣裝置故障診斷和執行維護工作的一項重要內容。
近年來，SF6氣體分解產物檢測技術不斷髮展，檢測靈敏度逐步提高、檢測組分種類不斷拓展，檢測方法由傳統的檢測管法發展為感測器法、氣相色譜法、光聲光譜法等。檢測方式也由離線檢測發展為帶電檢測、狀態檢測。
然而，SF6氣體分解產物檢測技術仍然面臨挑戰，部分SF6分解產物化學性質活潑，與裝置內部材料和吸附劑相互作用而迅速消耗。為了及時檢測分解產物，研究者開發了可自動完成氣體取樣、回充等過程的取樣裝置。
但是，該裝置存在氣缸活塞等運動部件，且管路複雜、介面多，由於安裝不良、執行中振動鬆動或分解氣體的強腐蝕性，長期執行後一些部件和密封材料劣化，進而影響密封導致氣體洩漏，嚴重時將影響一次裝置的安全執行。因此亟需適用於監測儀器的SF6洩漏檢測技術方案。
國網安徽省電力有限公司電力科學研究院、國家電網有限公司六氟化硫氣體特性分析與淨化處理技術實驗室的研究人員針對光聲光譜線上監測儀器氣體洩漏異常問題，提出氣體洩漏檢測方法，並研究氣體洩漏檢測感測器對儀器內部氣體洩漏的響應特性，以及感測器最佳佈設方式，為光聲光譜線上監測儀器的研發提供基礎。
圖1a-b 紅外吸收SF6感測器
圖1c 紅外吸收SF6感測器
圖2 SF6感測器及模擬洩漏點
研究人員最後得出的結果如下：
1）SF6氣體洩漏檢測方法中，傳統的負電暈法存在感測器壽命短的問題；新型的鐳射紅外成像法裝置體積較大、價格昂貴，通常用於一次裝置氣體洩漏檢測；紅外吸收法可實現小型化、價格低、與控制電路介面簡單、易於監測儀器整合、壽命可達6年，適合用於檢測裝置內部氣體洩漏。
2）採用基於非分光差分紅外吸收的SF6檢測感測器，可以檢測監測儀器內部的氣體洩漏，且響應較快。感測器對不同洩漏點、不同洩漏速度的洩漏故障都有響應；洩漏速度增大，感測器檢測結果增大；同一感測器隨著洩漏時間增加，響應值變大，洩漏初期氣體濃度急速上升，後期會趨於穩定；感測器進氣口朝向對感測器響應值影響很大，側向放置時感測器響應更靈敏。
3）綜合考慮各方面因素，為實現監測儀器內部氣體洩漏故障檢測，佈置兩個SF6感測器是最佳選擇，一個佈置在檢測儀器底部，另一個佈置在檢測模組安裝層，感測器進氣口側放；若只能裝設一個感測器，則應裝設在檢測儀器底部。
4）目前洩漏檢測感測器響應速度、靈敏度仍相對較差，在分解氣體線上監測儀器的開發中應儘量減少管路接頭和運動部件，以減少洩漏。監測儀器與主裝置的連線部分不應有運動部件，且接頭和運動部件應集中佈置在監測儀器內部以便於檢測。
本文編自2021年第10期《電氣技術》，論文標題為“基於紅外吸收原理的SF6氣體洩漏檢測技術應用研究”，作者為馬鳳翔、袁小芳 等。
