SF₆設備絕緣監督方法探尋

　　[摘要]SF氣體作為良好的絕緣和滅孤介質，目前在電力系統中得到了廣泛的應用。SF設備不僅是現有電力設備的重要組成部分，也是以后電力設備發展的主要方向。所以積極主動開展SF氣體分析，探尋出一套切合實際的SF設備絕緣監督方法，完善現有的SF設備絕緣監督手段，從而及時發現并消除SF設備在運行中的故障和缺陷，具有重大的現實意義。
　　[關鍵詞]SF氣體；檢測；監督；分解產物
　　[中圖分類號]TM406
　　[文獻標識碼]A
　　[文章編號]1005-6432(2009)48-0008-02
　　
　　SF氣體作為良好的絕緣和滅弧介質，目前在電力系統中得到了廣泛的應用，隨著設備的不斷增加，如何加強SF設備及其氣體的監測，及時發現設備異常非常重要。
　　
　　1 加強SF設備絕緣監督的必要性
　　
　　1，1　設備維修維護的需要
　　SF設備在電力系統中的應用雖然有很多優點，但由于其高度集成而且很多設備都是全封閉的，一旦發生事故很難查找到故障點，往往造成很大的經濟損失。特別是在常規的預試中微水、絕緣電阻等合格的情況下，仍有部分設備發生故障。根據2000年來對180臺SF設備的跟蹤數據，共發生SF開關故障1臺，GIS故障4次，雖然這只占全局設備微小的一部分，但由于故障點難以查找，需要長時間停電進行檢修，造成的影響和損失卻是巨大的。如某供電公司220kV變電站主變壓器，保護為主變差動保護動作，故障錄波啟動，故障錄波顯示故障點為110kV側套管與斷路器之間的全封閉SF母線橋故障，由于母線橋三相共箱式長約40米，其間有許多絕緣支柱和盆式絕緣子，但母線橋分為四個獨立的密封氣室，而依據現有的檢測手段無法迅速準確判斷出哪個氣室出現故障，被迫將所有氣室氣體回收逐一進行檢查，造成不必要的停電損失，因此我們應積極探尋出一套切合實際的絕緣監督手段，完善目前的SF設備絕緣監督手段，從而及早發現設備缺陷和故障點，及時消除缺陷和故障。
　　
　　1，2　人身安全防護的需要
　　純凈的SF氣體是無毒的，但SF氣體在運行中產生的分解產物大多數是一些毒性很強或腐蝕性強的氣體，它們的存在對人體和設備十分有害。因此，從安全防護的角度出發，必須加強SF設備的絕緣監督，弄清SF設備在運行過程中是否產生了分解產物，如果設備中SF氣體已經產生了分解產物，那么在預試和大修工作中就必須高度重視。
　　從以上分析不難看出，加強SF設備絕緣監督也就是加強對SF氣體的分析檢測工作，而對SF氣體進行全面的分析檢測不但能夠進一步監視設備的運行狀況和健康水平，提高設備的可靠性，指導設備的檢修工作，而且能夠指導工作人員的安全防護工作。
　　
　　2　通過SF分解產物的檢測來加強SF設備絕緣監督的可行性
　　
　　目前對SF設備的絕緣監督只有濕度和泄漏等傳統的手段，這已經越來越不能滿足對設備運行狀況的監督，因為在預試中雖然濕度等項目已經合格，仍然有很多設備在運行中出現故障。為了進一步提高設備的可靠性、降低故障率，必須探尋出更加有效的SF設備絕緣監督手段。目前相對比較成熟和具有發展前景的手段就是通過SF氣體分解產物的檢測來反映SF設備的絕緣狀況。
　　眾所周知，在SF原料氣中通常含有空氣、CF、CO、SF等幾種氣體，并不含有分解氣體SF、SF、SF、SF、SOF、SOF、HF、SO等氣體。這與新變壓器油中開始不含有CH、CH、CH、CH等氣體一樣，一旦設備存在故障，發生油和固體絕緣物分解時才會產生這些氣體，因此，人們常稱它們為“故障氣”，它們的存在是充油設備存在故障的主要標志。
　　在SF設備正常狀態下，GIS氣室中的母線、電壓互感器、避雷器、電流互感器等不會發生放電、過熱或者是有電弧產生，因此其中的SF氣體不會發生分解，SF氣體中不會存在分解產物，只有當設備存在過熱或放電等故障時，SF氣體發生分解并經過一系列的化學反應才會產生分解產物，在分解產物中有許多標志性的氣體，如CF，其含量的增加可以認為是由于環氧隔板附近局部放電所引起的，也可以稱這些分解氣體是SF設備的“故障氣”，它們的出現和存在同樣也是設備存在故障的標志。
　　利用SF氣體的分解氣體對SF設備進行故障診斷與利用油分解氣體對充油設備進行故障診斷的不同之處是SF設備使用較晚，SF分解產物的種類和數量與設備故障種類、程度、部位和發展趨勢之間的關系沒有油分解氣體那樣研究得深入、系統和定量，因此，利用SF分解產物進行設備故障診斷，還將有一個不斷積累數據和經驗的過程。但是，就目前情況來說可以借助現有的一些儀器，像分析油分解氣中的烴類總量一樣分析并計算出SF設備中的分解產物總量，根據分解產物總量的大小來判斷故障的程度是可行的。分解產物總量的計算公式為：分解產物總量濃度(％)＝100％－∑Ci％，其中i為SF、空氣、CO。同時，還可以借助其他的一些儀器，定量或定性地分析出SF分解產物中存在的部分分解產物如SOF、SO、HF等氣體，根據其增長幅度，判斷出設備是否存在缺陷或故障點，然后，對故障設備數據進行統計處理后才能確定，目前無法確定，因為國內只有少數單位才開始這項工作，只有經過大量積累數據后才可能解決。
　　盡管這個判別數值目前無法確定，但是，利用色譜和其他輔助手段對SF氣體中的分解產物進行測定，可以判別出一些明顯的故障，如在電壓互感器等一些氣室中由于沒有電弧或放電就不可能產生分解產物，如果測定出該氣室中存在分解產物，就可以肯定該氣室中存在放電或發熱。而在斷路器氣室中雖然應該存在分解產物，但經過測定在一定的時間內分解產物總量或者某種分解產物明顯增多，就應該懷疑該氣室內存在故障點。這些工作在目前具有極大的實際意義，這對SF設備的狀態進行監控、及時提前發現故障、減少經濟損失、提高供電可靠性提供了強有力的技術支持。
　　當然，通過分析SF分解產物來加強SF設備絕緣監督只是目前發展的一個方向，隨著科學技術的發展，也許我們可以找到更好的方法來加強SF設備的絕緣監督，但通過分析SF分解產物來加強SF設備絕緣監督是目前比較經濟而且具有實際意義的方法。此方法不但能夠完善目前的SF設備絕緣監督手段，而且能夠為進一步加強SF設備絕緣監督積累經驗和數據。
　　綜上所述，目前SF設備的絕緣監督手段已經不能完全滿足對SF設備的健康狀況進行監督，積極探尋其他更加有效的方法、進一步完善SF設備的絕緣監督手段將是今后很長一段時間所要從事的工