Sf6斷路器氣體微水超標原因及控制措施

黃豪杰

[摘要]闡述SF6斷路器微水超標的危害性,分析SF6斷路器微水超標的具體原因,并提出SF6斷路器微水超標的拉制措施。

[關(guān)鍵詞]SF6斷路器微水超標原因分析措施

中圖分類號:TM3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110019-01

一、引言

SF6斷路器具有斷口電壓高、開斷能力強、允許連續(xù)開斷的次數(shù)較多、噪聲低,而且斷路器尺寸小、重量輕危險、容量大、維修周期長、技術(shù)經(jīng)濟指標先進。這些優(yōu)點使傳統(tǒng)的多油、少油、壓縮空氣斷路器都無法與其相比,在高壓開關(guān)領(lǐng)域中大部分采用該類型的斷路器。但在運行中應(yīng)加強SF6氣體的水份管理,本文對SF6氣體微水含量對斷路器的影響、SF6氣體中水份產(chǎn)生的原因及SF6斷路器微水含量的控制措施進行了分析。

二、SF6氣體微水超標的危害性

SF6氣體是一種無色、無味、密度比空氣重、不易與空氣混和的惰性氣體,對人體沒有毒性。但是,通常在高壓電弧的作用下,SF6氣體會發(fā)生部分分解,而其分解產(chǎn)物往往含有劇毒,即便是微量,也能致人非命。SF6氣體還具有良好的絕緣性能和滅弧性能,一旦大氣中的水分浸入或固體介質(zhì)表面受潮,那么耐壓強度就會顯著下降。110kV以上SF6斷路器多是戶外設(shè)備,當外界氣溫驟降時,SF6氣體過量水分可能會凝結(jié)在固體介質(zhì)表面而發(fā)生閃絡(luò)或沿面放電引發(fā)事故,嚴重時造成電流互感器發(fā)生爆炸事故;當氣體中的水分與SF6氣體反應(yīng)生成腐蝕性很強的氫氟酸、亞硫酸和其他毒性很強的化學(xué)物質(zhì),危及SF6斷路器絕緣件、密封材料,造成腐蝕,使絕緣劣化,甚至發(fā)生設(shè)備爆炸,危及維護人員的生命安全。想完全清除SF6斷路器內(nèi)SF6氣體的水分是不可能的,但是如果了解SF6氣體中水分的來源,并且采取相應(yīng)的檢測分析和預(yù)防控制措施,還是可以減少SF6氣體中的水分的,對氣體絕緣設(shè)備的安全可靠性運行至關(guān)重要。

三、SF6氣體微水超標的原因

(一)SF6氣體新氣含有的水分

造成新氣不合格的原因:一是在生產(chǎn)制備和充裝過程中,由于SF6在合成后要經(jīng)過熱解、水洗、堿洗、干燥吸附等多重工藝,進人SF6氣體中的水分在出廠時未進行嚴格檢測;二是運輸過程和存放環(huán)境不符合要求;三是存儲時間過長。從而造成SF6氣體新氣的含水量不合格。

(二)斷路器充人SF6氣體時帶進水分

SF6斷路器充裝工藝不佳,抽真空工藝不良,管道接頭等組件處理不徹底工作人員不按有關(guān)規(guī)程和檢修工藝操作要求進行操作,如充氣時氣瓶未倒立放置;管路、接口不干燥或裝配時暴露在空氣中的時間過長等導(dǎo)致帶進水分;裝配時附著在設(shè)備腔中內(nèi)壁上的水分不可能完全排除干凈。從而導(dǎo)致斷路器SF6氣體含水量超標。

(三)絕緣件帶入的水分

SF6斷路器中的主要固體絕緣材料是環(huán)氧樹脂澆注品。這些環(huán)氧樹脂澆注品的含水量一般在0.1%-0.5%之間。雖然這些水分看似很少,但是這些固體絕緣材料中的水分運行過程中會逐步釋放出來;在解體檢修時,絕緣件暴露在空氣中的時間過長而受潮。

(四)吸附劑帶入的水分

吸附劑本身就是一種對水分具有較好的吸附能力的化學(xué)物品,對斷路器中SF6氣體的水分具有吸附作用,但是如果吸附劑活化處理時間短,又沒有經(jīng)過徹底干燥處理,另外在安裝時又暴露在空氣中時間過長,這些吸附劑可能帶入危害安全運行的水分。

(五)密封件不良滲入水分

大氣中的水汽通過設(shè)備密封滲透到設(shè)備內(nèi)部,在SF6斷路器中,SF6氣體的壓力比外界高幾倍,但外界的水分壓力比內(nèi)部高。而且大氣中水蒸汽分壓力通常為設(shè)備中水分壓力的幾十倍,甚至幾百倍,在這一壓差作用下,大氣中的水分會逐漸通過密封件滲人SF6斷路器的SF6氣體中。

(六)SF6斷路器的泄漏點滲入的水分

SF6斷路器如果存在泄漏點,如充氣口、管路接頭、法蘭處滲漏等泄漏點,這些泄漏點就是水分滲入內(nèi)部的通道,雖然空氣中的水蒸汽含量很低,但是隨著時間的推移,會逐漸滲透到設(shè)備的內(nèi)部,時間越長水分就越多,從而達到危害斷路器安全運行的程度。

四、SF6氣體含水量的控制措施

由上面可以看出運行中的SF6斷路器SF6氣體的微水量的多少,對斷路器安全運行尤其重要,它直接影響SF6斷路器能否安全運行。下面介紹幾種控制SF6斷路器的SF6氣體含水量的控制措施:

1.控制SF6新氣質(zhì)量關(guān)。根據(jù)《安規(guī)》的規(guī)定:“SF6新氣應(yīng)具有廠家名稱、裝灌日期、批號及質(zhì)量檢驗單。新氣到貨后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進行復(fù)核、檢驗,合格后方可使用。存放半年以上的新氣,使用前要檢驗其微水量和空氣,符合標準后方準使用。”因此為了保證斷路器中的SF6氣體的質(zhì)量,在充人斷路器之前應(yīng)該按照我國的SF6氣體新氣的質(zhì)量標準進行微水測試。確保新氣體的質(zhì)量關(guān)。

2.控制絕緣件的處理關(guān)。斷路器用的絕緣件在經(jīng)過干燥處理后,應(yīng)立即進行密封包裝。如果這些絕緣件出廠時,沒有包裝牢靠,安裝前又未能徹底干燥處理,則絕緣件的水分將危害斷路器的安全運行。為此應(yīng)該控制絕緣件的處理關(guān)。

3.控制密封件的質(zhì)量關(guān)。采用滲透率小的密封件,加強SF6斷路器密封面的加工、組裝的質(zhì)量管理,保證密封良好。SF6斷路器法蘭面都用雙密封圈密封,可加強密封效果,減少SF6斷路器氣體的漏氣量,并且可減少外界水分進入SF6斷路器中。

4.控制吸附劑的質(zhì)量關(guān)。采用高效吸附劑,使用前進行活化處理,安裝時盡量縮短暴露于大氣中的時間,減少吸附劑自身帶人的水分。

5.控制斷路器組裝時間和空氣的相對濕度。盡量縮短現(xiàn)場斷路器的組裝時間,周圍環(huán)境空氣的相對濕度應(yīng)不大于80%。

6.控制充氣的操作關(guān)。SF6斷路器充氣,應(yīng)選在晴朗干燥天氣進行,并要嚴格按照有關(guān)規(guī)程規(guī)定要求充裝。確保SF6斷路器不因為充氣的問題而帶入水份。

7.加強運行中SF6氣體檢漏關(guān)。如果SF6斷路器在運行中,當發(fā)出SF6氣體壓力低報警或在同一溫度下前后兩次讀數(shù)的差值較大時應(yīng)全面檢漏,找出漏點,以防水份滲入。

8.加強運行中SF6氣體微水量的監(jiān)視測量關(guān)。新的SF6斷路器在充氣24h后,應(yīng)測量SF6氣體微水量,并要在斷路器投運后,盡量每三個月測量一次,直至穩(wěn)定后,按照規(guī)程規(guī)定測量含水量。

通過以上八個環(huán)節(jié)的嚴格管理,可以控制SF6斷路器中SF6氣體的微水量。任何一個環(huán)節(jié)處理不當都會導(dǎo)致SF6氣體含水量超標。

五、結(jié)束語

SF6斷路器是電力傳輸?shù)闹匾O(shè)備,保證其安全可靠運行至關(guān)重要,但控制其含水量尤為重要。如果忽視對它的監(jiān)測,供電可靠性將會受到影響。因此,對運行中SF6斷路器微水的監(jiān)測應(yīng)該充分重視。