SF6斷路器的狀態(tài)檢測

宋東 辛雙飛 曾祥宇

摘要：SF6斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備本文簡要的介紹了SF6斷路器檢測時產(chǎn)生的誤解、水分SF6斷路器的危害，溫度對SF6斷路器中水分含量影響及關(guān)系。

關(guān)鍵詞：SF6斷路器漏氣；水分；溫度

隨著SF6斷路器在電力系統(tǒng)中特別是在高壓開關(guān)中代替絕緣油為絕緣介質(zhì)的斷路器，我們對絕緣油的重點(diǎn)檢測也轉(zhuǎn)變成了對SF6氣體的重點(diǎn)檢測。近期國家電網(wǎng)要求對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)修，我們也針對SF6斷路器進(jìn)行了對應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測.

SF6斷路器的狀態(tài)檢測主要有SF6斷路器內(nèi)在氣體泄漏的檢測、SF6微水含量測試、SF6化合物檢測等。其中SF6斷路器內(nèi)在氣體漏氣，是SF6斷路器致命的缺陷，所以其密封性能是考核SF6斷路器質(zhì)量的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，這對于保證SF6斷路器的安全運(yùn)行和人身安全都有重要意義。我們知道SF6氣體的密度直接影響高壓斷路器的絕緣性能和滅弧性能，如果SF6斷路器內(nèi)在氣體漏氣，一切都將成為空談。SF6氣體檢漏在線檢測主要是SF6氣體密度檢測器，當(dāng)前使用的SF6氣體密度檢測裝置是由壓力傳感器和溫度傳感器組成。線下主要是用SF6氣體檢漏儀來檢測SF6斷路器是否漏氣。SF6氣體檢漏儀大都有探頭和傳感器構(gòu)成，也可分定性測量和定量測量。使用SF6氣體檢漏儀對SF6氣體檢定是是否漏氣是我們的重要工作。

在這里有一個很大的誤區(qū)，有些人認(rèn)為只要SF6不漏氣水分也不會進(jìn)入到SF6斷路器的內(nèi)，不漏氣就不用進(jìn)行檢測SF6的微水等檢測，這是一個錯誤的理解，我們一定要弄明白這件事情。讓我們分析一下為什么SF6不漏氣水分也不會進(jìn)入到SF6斷路器的內(nèi)是一個錯誤的理解。在SF6斷路器中內(nèi)部的SF6氣體壓力雖然比大氣壓大，但只要設(shè)備存在漏點(diǎn)，空氣的水份會緩慢的滲入到設(shè)備內(nèi)部，這是斷路器內(nèi)部的水分分壓大大小于大氣中的水份分壓所致。

斷路器內(nèi)部的水分分壓：P1=P總×N1

大氣中水分的分壓：P2= P0×N2 其式中：

P總——SF6斷路器內(nèi)部氣體的絕對壓力

P0——大氣壓力

N1——SF6斷路器內(nèi)部的水分子分子數(shù)

N2——大氣中水分子的分子數(shù)

由于SF6設(shè)備中要求其氣體的水分含量很低，僅為幾百個vL/L；而大氣中的水份含量高，一般為1～4%，因此：N2 >>N1，所以P2 >>P1。即斷路器內(nèi)部的水分分壓大大小于大氣中的水份分壓，所以即使不漏氣 那種認(rèn)為SF6設(shè)備內(nèi)部壓力高，即使漏氣，水分也不會進(jìn)入設(shè)備的觀點(diǎn)是錯誤的，這也是要求在水分測量時，連接管路應(yīng)密封不漏的原因所在。

我們只有弄明白這個道理，即SF6即使不漏氣水分也會進(jìn)入到SF6斷路器的內(nèi)部，才能在以后的測試中有正確的認(rèn)識。

SF6斷路器受到運(yùn)行方式的限制，斷路器的檢測如交流耐壓試驗無法進(jìn)行，尤其是運(yùn)行中的SF6斷路器，在很多情況之下都是通過對SF6氣體的微水含量以及檢漏來對其進(jìn)行控制，由此可見， SF6氣體中微水的含量是一項極其重要的指標(biāo)，這項指標(biāo)不單單影響到了斷路器的絕緣性能，對于SF6斷路器的安全運(yùn)行也起到了十分重要的作用。

高壓斷路器對SF6的含水量有嚴(yán)格的要求。這是因為當(dāng)氣體含水量較高時，很容易在絕緣材料表面結(jié)露，造成絕緣下降，嚴(yán)重時發(fā)生閃絡(luò)擊穿。含水量較高的氣體在電弧作用下被分解，SF6氣體與水分產(chǎn)生多種水解反應(yīng)，產(chǎn)生WO3、CuF2、WOF4等粉末狀絕緣物，其中CuF2有強(qiáng)烈的吸濕性，附在絕緣表面，使沿面閃絡(luò)電壓下降，HF、H2SO3等具有強(qiáng)腐蝕性，對固體有機(jī)材料和金屬有腐蝕作用，縮短了設(shè)備壽命。含水量較高的氣體，在電弧作用下產(chǎn)生很多化合物，影響SF6氣體的純度，減少SF6氣體介質(zhì)復(fù)原數(shù)量，還有一些物質(zhì)阻礙分解物還原，滅弧能力將會受影響。含水量較高的氣體在電弧作用下分解成化合物WO2、SOF4、SO2F2、SOF2、SO2等，這些化合物均為有毒有害物質(zhì)，而SOF2、SO2的含量會隨水分增加而增加，直接威脅人身健康，因此對SF6設(shè)備中氣體水分含量必須嚴(yán)格監(jiān)測、控制，這是運(yùn)行監(jiān)督的一項重要工作內(nèi)容。

要準(zhǔn)確的監(jiān)測SF6設(shè)備中氣體水分的含量，首先要了解水分存在的方式及我們所測量的水分范圍。SF6設(shè)備氣體水份數(shù)值與環(huán)境溫度有密切的關(guān)系.下列是我們實(shí)測的一組數(shù)據(jù)對比：如表

從圖中可看出溫度對SF6測量值的影響，不同的溫度下SF6水分含量的測量值也是不同，這是因為SF6斷路器中的水分主要以兩種形式存在：一種是SF6氣體中以自由氣體形式存在，即存在于SF6斷路器滅弧室的氣相中；另一種是吸附在斷路器的內(nèi)表面設(shè)備內(nèi)的絕緣材料及設(shè)備內(nèi)部裝填的吸附劑上，即存在于固相中。

在SF6斷路器中，水分存在的形式依環(huán)境溫度，始終處于一個動態(tài)平衡轉(zhuǎn)移過程中，即當(dāng)溫度降低時，氣相中的水分會向固相中所占的比例上升。反之，當(dāng)溫度升高時，則出現(xiàn)相反的情況。而在SF6設(shè)備內(nèi)氣體的水分測試中；測得的只是設(shè)備內(nèi)氣相中的水分，因此對同一臺SF6設(shè)備水分的實(shí)際測試中，夏天的測試數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冬天的測試數(shù)值。明白了這些就明白了表中夏季和冬季SF6微水的測試值差別這么大了。

所以SF6設(shè)備內(nèi)氣體中的水分?jǐn)?shù)值受溫度影響較大所以在測量SF6設(shè)備內(nèi)氣體的水分時，必須同時測定和記錄環(huán)境溫度，并在分析報告中給于注明，以使監(jiān)督人員分析設(shè)備絕緣狀況時參考。

綜上所述：SF6斷路器的檢測SF6氣體檢測重點(diǎn)檢測項目，在測量時首先要對SF6氣體的特性有正確的認(rèn)識，這樣才能對SF6氣體進(jìn)行正確的測量，以避免測量中錯誤的行為。在測量

SF6氣體中水分含量時不能只看水分的含量值，還應(yīng)明白他與溫度的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：電氣設(shè)備狀態(tài)檢測