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、允許連續開斷的次數較多、噪聲低,而且斷路器尺寸小、重量輕危險、容量大、維修周期長、技術經濟指標先進。這些優點使傳統的多油、少油、壓縮空氣斷路器都無法與其相比,在高壓開關領域中大部分采用該類型的斷路器。但在運行中應加強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氣體會發生部分分解,而其分解產物往往含有劇毒,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斷路器多是戶外設備,當外界氣溫驟降時,SF6氣體過量水分可能會凝結在固體介質表面而發生閃絡或沿面放電引發事故,嚴重時造成電流互感器發生爆炸事故;當氣體中的水分與SF6氣體反應生成腐蝕性很強的氫氟酸、亞硫酸和其他毒性很強的化學物質,危及SF6斷路器絕緣件、密封材料,造成腐蝕,使絕緣劣化,甚至發生設備爆炸,危及維護人員的生命安全。想完全清除SF6斷路器內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,并且采取相應的檢測分析和預防控制措施,還是可以減少SF6氣體中的水分的,對氣體絕緣設備的安全可靠性運行至關重要。

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:一是在生產制備和充裝過程中,由于SF6在合成后要經過熱解、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規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致帶進水分;裝配時附著在設備腔中內壁上的水分不可能完全排除干凈。從而導致斷路器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氧樹脂澆注品。這些環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備密封滲透到設備內部,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部高。而且大氣中水蒸汽分壓力通常為設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,會逐漸滲透到設備的內部,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新氣質量關。根據《安規》的規定:“SF6新氣應具有廠家名稱、裝灌日期、批號及質量檢驗單。新氣到貨后應按有關規定進行復核、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氣體的質量,在充人斷路器之前應該按照我國的SF6氣體新氣的質量標準進行微水測試。確保新氣體的質量關。

2.控制絕緣件的處理關。斷路器用的絕緣件在經過干燥處理后,應立即進行密封包裝。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。為此應該控制絕緣件的處理關。

3.控制密封件的質量關。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.控制吸附劑的質量關。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。盡量縮短現場斷路器的組裝時間,周圍環境空氣的相對濕度應不大于80%。

6.控制充氣的操作關。SF6斷路器充氣,應選在晴朗干燥天氣進行,并要嚴格按照有關規程規定要求充裝。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。如果SF6斷路器在運行中,當發出SF6氣體壓力低報警或在同一溫度下前后兩次讀數的差值較大時應全面檢漏,找出漏點,以防水份滲入。

8.加強運行中SF6氣體微水量的監視測量關。新的SF6斷路器在充氣24h后,應測量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,直至穩定后,按照規程規定測量含水量。

通過以上八個環節的嚴格管理,可以控制SF6斷路器中SF6氣體的微水量。任何一個環節處理不當都會導致SF6氣體含水量超標。

五、結束語

SF6斷路器是電力傳輸的重要設備,保證其安全可靠運行至關重要,但控制其含水量尤為重要。如果忽視對它的監測,供電可靠性將會受到影響。因此,對運行中SF6斷路器微水的監測應該充分重視。