2025年*电网发布的《GIS设备全生命周期运维白皮书》显示,SF6气体泄漏是引发GIS绝缘故障、设备停运的核心诱因之一,占所有GIS故障类型的27%【1】。随着2026年国内在用SF6绝缘设备存量突破120万台套,其中GIS设备占比超过42%,SF6气体泄漏检测的需求持续攀升。当前电力、新能源、石化等领域应用的主流检漏技术分为红外吸收法检漏、超声波法检漏两类,两类技术的适用场景、检测性能存在明显差异,是运维人员选型时的核心考量因素。
作为SF6检漏仪的两大主流技术路线,红外吸收法检漏与超声波法检漏的原理逻辑完全不同,对应的检测性能也各有侧重。
红外吸收法检漏的核心原理基于SF6分子对10.6μm红外波段的特征吸收效应,当红外光穿过待检测区域时,SF6浓度越高,对应的红外光衰减幅度越大,通过测算衰减量即可得出区域内SF6的实际浓度。根据DL/T 1986-2022《六氟化硫气体泄漏红外成像检测技术导则》要求,合格的红外吸收法SF6检漏仪*低检测限应不高于1μL/L【2】,中国电力科学研究院2025年的抽检数据显示,国内主流厂商的中高端红外吸收法SF6检漏仪*低检测限可达0.1μL/L,响应时间小于1s,可实现泄漏浓度的定量检测,同时部分成像型设备可直接直观呈现漏点位置,检测精度、定位效率均处于较高水平。
超声波法检漏的核心原理是利用SF6气体从高压设备漏点喷出时产生的30-100kHz高频超声信号,通过传感器捕捉该频段信号与背景噪声的差值,即可定位漏点位置。根据DL/T 345-2023《六氟化硫气体检漏仪通用技术条件》要求,超声波法SF6检漏仪的*低可检测泄漏率应不高于10Pa·m³/s【3】,南方电网2025年运维实测数据显示,超声波法检漏不受SF6气体扩散、环境湿度的影响,可在带电状态下非接触检测,适合户外场景的快速排查。
两类技术的优劣势差异主要体现在检测精度、适用环境、功能属性三个维度。
红外吸收法检漏的优势主要集中在检测精度与功能丰富度上,一方面可实现微泄漏的定量检测,直接测算泄漏率是否符合IEC 62271-303:2023规定的设备泄漏阈值要求,不需要二次复核【4】;另一方面部分集成多参数检测模块的SF6检漏仪可同时完成SF6纯度、湿度检测,一次性完成设备绝缘性能评估,适合室内GIS舱、封闭高压柜等场景的精细化巡检。其劣势在于设备采购成本相对较高,大风环境下微漏的SF6气体容易被快速吹散,可能出现漏检情况,同时-10℃以下的低温环境下设备需要预热后才能稳定运行。
超声波法检漏的优势主要集中在环境适应性与操作便捷性上,一方面不受大风、高湿环境影响,也不会受到其他背景气体的干扰,适合户外敞开式SF6断路器、风电升压站等开阔场景的快速巡检,同时设备操作门槛低,不需要校准即可快速上手,采购成本也更低。其劣势在于仅能实现漏点的定性定位,无法检测泄漏浓度与泄漏率,对于0.1Pa·m³/s以下的微泄漏,超声信号极易被背景噪声掩盖,无法有效识别,检测到疑似漏点后需要采用其他检测方法复核才能判断是否超标。
针对不同的运维需求与场景特征,用户可结合两类技术的特点选择适配的GIS检漏方法,也可采用组合检测的方式提升检测准确率。
第一种场景是室内变电站GIS室、轨道交通牵引变电所封闭GIS舱的预防性试验检漏,该类场景空间封闭、SF6扩散慢,且对泄漏率检测的精度要求较高,需要符合DL/T 596-2025《电力设备预防性试验规程》的定量检测要求【5】,优先选择红外吸收法SF6检漏仪,可直接完成漏点定位与泄漏率测算,大幅提升运维效率。
第二种场景是西北、沿海区域的户外敞开式SF6设备巡检,该类场景常年大风、环境湿度波动大,红外吸收法的检测精度易受影响,可优先采用超声波法检漏开展大面积快速粗检,排查出疑似漏点后再采用红外吸收法进行定量复核,兼顾检测效率与准确率。
第三种场景是石化、煤化工领域的SF6绝缘高压柜检漏,该类场景现场存在大量工业设备运行产生的背景噪声,可先采用红外吸收法检漏开展全域浓度排查,识别出浓度超标的区域后,再采用超声波法排除管道振动等噪声干扰,精准定位漏点位置。
第四种场景是新能源风电、光伏升压站的日常运维巡检,该类场景运维人员能力参差不齐,可优先配置操作简单的超声波法SF6检漏仪开展日常巡检,年度预防性试验阶段再委托第三方运维机构采用红外吸收法开展精细化检测,平衡运维成本与检测需求。
当前SF6检漏仪的技术发展逐渐向多技术融合的方向演进,不少厂商推出集成两类检测技术的复合式设备,可满足不同场景的检测需求。康高特自研的司南SF6综合测试仪*集成了高灵敏度红外吸收法检漏模块,同时可拓展超声检测功能,可同时满足漏点快速排查、定量检测、SF6纯度与湿度检测的多维度需求,2025年已经在国网江苏、广东等省份的多个变电站运维项目中投入应用,漏点定位准确率达到96%以上,大幅降低了运维人员的作业负担。
对于用户而言,选型时不需要盲目追求参数高低,可结合自身的日常运维场景、预算水平选择适配的技术路线,必要时可配置两类设备形成互补,全面提升SF6气体泄漏检测的准确率与效率。
参考文献
【1】 *电网有限公司. GIS设备全生命周期运维白皮书[R]. 2025.
【2】 DL/T 1986-2022, 六氟化硫气体泄漏红外成像检测技术导则[S].
【3】 DL/T 345-2023, 六氟化硫气体检漏仪通用技术条件[S].
【4】 IEC 62271-303:2023, 高压开关设备和控制设备 第303部分:六氟化硫检漏设备的应用指南[S].
【5】 DL/T 596-2025, 电力设备预防性试验规程[S].