電流互感器水分處理參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】水分測(cè)量是GIS重要的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，尤其是電流互感器的水分處理至關(guān)重要。影響水分結(jié)果的主要參數(shù)是電流互感器線圈的烘干時(shí)間、烘干溫度和裝配后的抽真空真空度，為了對(duì)水分處理時(shí)烘干溫度、烘干時(shí)間、真空度的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇合理的參數(shù)，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，縮短生產(chǎn)周期，降低成本，提高生產(chǎn)效率。我們進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】水分；GIS；參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、氣室內(nèi)SF6氣體水份標(biāo)準(zhǔn)及水份的危害

在高壓和超高壓的電氣設(shè)備中廣泛使用SF6作為絕緣和滅弧介質(zhì)，這主要是因?yàn)镾F6電氣設(shè)備具有油絕緣設(shè)備不可比擬的優(yōu)越性，而且它還具有獨(dú)特的物理和電氣性質(zhì)。

SF6氣體在通常的溫度和氣壓下呈氣態(tài)，在20℃時(shí)，一個(gè)大氣壓下密度為6.16g/L，約為空氣的5倍。純凈的SF6氣體無(wú)色無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒，是化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的惰性氣體，在大氣中的壽命達(dá)3200年，SF6氣體具有良好的滅弧和耐高壓性能，在一個(gè)大氣壓的均勻電場(chǎng)中，其絕緣強(qiáng)度是N2氣的2.5倍[1][2][3]。SF6經(jīng)放電或電弧作用會(huì)部分分解，分解物呈氣態(tài)或粉末狀，對(duì)人體極其有害。

在新出廠的SF6氣體中，由于制造工藝等原因，其本身就存在著一些雜質(zhì)，雜質(zhì)的種類(lèi)及允許含量如下（百分比為質(zhì)量比）：

分子和分母分別是DL/T596-1996和GB8905-88中的數(shù)據(jù)，水份是SF6氣體中危害最大的雜質(zhì)，所以運(yùn)行中對(duì)氣體監(jiān)督的主要項(xiàng)目是含水量的測(cè)定和控制，在SF6 GIS中，SF6氣體在電弧作用下產(chǎn)生的分解物，大部分可迅速?gòu)?fù)合成SF6分子，但有極少量分解物與電極材料或系統(tǒng)中存在的水份、空氣等雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而不能恢復(fù)原狀，生成有害物質(zhì)，如SF6分解產(chǎn)物與水份產(chǎn)生如下反應(yīng)：

SF6氣體在電弧作用下產(chǎn)生的分解物與水強(qiáng)烈反應(yīng)，產(chǎn)生氫氟酸（HF）、二氧化硫（SO2）、亞硫酸氟（SOF2）、硫酸氟（SO2F2）等雜質(zhì)。氫氟酸對(duì)電器電極及其它部件，絕緣材料產(chǎn)生腐蝕作用，由于絕緣材料中含有大量的二氧化硅（SiO2），而氫氟酸對(duì)二氧化硅具有腐蝕作用，以致使其絕緣強(qiáng)度降低，并加快絕緣材料的老化速度[4]。另外，氣室內(nèi)水份在電弧作用下分解為氫和氧，氧會(huì)對(duì)導(dǎo)電體和氣室進(jìn)行氧化，這些雜質(zhì)中含有氫、氧、水和酸等的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，產(chǎn)生氧化的腐蝕，導(dǎo)致GIS和機(jī)械動(dòng)作失常，不能保證開(kāi)關(guān)的參數(shù)，氫氟酸和水存在大大降低SF6氣體的絕緣強(qiáng)度，使SF6滅弧能力變差。氫氟酸附著在絕緣體表面，易產(chǎn)生沿面放電，二氧化硫具有很強(qiáng)的氧化性，亞硫酸氟（SOF2）對(duì)SF6的滅弧能力有很大影響，降低其絕緣強(qiáng)度，因此，GIS氣室的水份處理極為重要。GIS裝配改造應(yīng)充分考慮方便水份處理，給水份處理減少時(shí)間。裝配工作應(yīng)在潔凈干燥（濕度不大于70%）的專(zhuān)用車(chē)間內(nèi)進(jìn)行，使之有所保證，實(shí)踐證明，在房頂漏水，窗戶(hù)殘破的廠房?jī)?nèi)進(jìn)行裝配，不僅質(zhì)量得不到保證，常會(huì)帶來(lái)后遺癥，增加事后的處理工作[5]。

二、優(yōu)化試驗(yàn)方案

對(duì)電流互感器水分值測(cè)量進(jìn)行DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，針對(duì)電流互感器水分測(cè)量前的烘干溫度、烘干時(shí)間、真空度[6]三個(gè)因子進(jìn)行全因子試驗(yàn)，我們用分廠裝配的12只電流互感器，分為12種類(lèi)型進(jìn)行各個(gè)參數(shù)的組合進(jìn)行驗(yàn)證，以便確定烘干時(shí)間、烘干溫度、真空度的最佳設(shè)置。

三、優(yōu)化試驗(yàn)過(guò)程

我們選取生產(chǎn)中的ZF11王橋變電流互感器12只，針對(duì)電流互感器水分測(cè)量前的烘干溫度、烘干時(shí)間、真空度三個(gè)因子三個(gè)水平進(jìn)行全因子試驗(yàn)：

四、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)論

根據(jù)以上優(yōu)化后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)驗(yàn)證，GIS水分處理參數(shù)優(yōu)化后數(shù)據(jù)：

烘干溫度50℃-55℃

烘干時(shí)間不小于4小時(shí)

真空度不大于30Pa，

能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量要求。