SF6斷路器微水檢測應注意的幾個問題

摘要：針對目前使用較多的露點儀DP19進行濕度檢測時由于現場測試環境溫度、濕度及干擾因素影響，對使用中出現的異常現象進行介紹，提出了解決的方法和預防控制措施，提高檢測的準確性、可信度。

關鍵詞：斷路器；檢測；水分；異常；解決方法

目前電力系統常用的六氟化硫氣體濕度檢測儀器較多，備有特點。露點儀有檢測時間短，操作，維護簡便，耗氣量少，檢測準確度較高。

一、DP19型露點儀檢測原理

DP19型露點儀檢測原理見圖1

由圖可見。由圖可見，測量頭包括帕爾帖電池，露點鏡，和PT-100傳感器。制冷時，鏡面由半導體元件帕爾帖—電池反面產生熱量，通過冷卻器和散熱器散熱。露的形成由光學系統測量，包括燈和光敏電阻。當氣體中的水汽隨鏡面的冷卻達到飽和時，將有露在鏡面上形成，鏡面上附著的水膜和氣體中的水汽達到動態平衡。此時，鏡面溫度稱為露點溫度。光源照在鏡面上，鏡面狀態由光敏電阻監測，信號反饋給制冷控制器，控制制冷電流輸出，即控制制冷器的制冷量，其目的是在鏡面開始結露時自動降低制冷量，直到鏡面上有穩定的露層。鏡面溫度由測溫元件PT-100通過溫度放大器經過線性化。最后露點測量結果就以數字顯示在屏幕上。燈的亮度的細微變化都會立即改變測量結果，為避免可能引起的錯誤，供電電壓要經過燈穩壓器。

二、現場檢測易出現的異常現象分析及解決

國家標準規定的六氟化硫電氣設備中氣體的含水量，是指20℃時的數值。但現場測試的溫度經常是偏高或偏低于此溫度進行。

正常情況下，露點儀顯示的露點數值是呈阻尼震蕩并最終穩定的過程。但在測量低濕度SF6氣體時顯示值很難穩定：原因為：(1)需要較長的制冷時間和較大的制冷功率，(2)低露點條件下，會引起測量露點的偏離。

1.事情經過：

2007年12月，在110kV官家山變電站的預防性試驗中發現35kV的SF6斷路器微水嚴重超標，最高達到2000uL／L。使用儀器為瑞士產DP19露點法微水測試儀，DP19微水儀在有效期內，同時我們用該儀器復測SF6氣瓶內微水含量，結果數據都合格并且在40uL／L以下，證明儀器沒有問題。兩天后，我們用另外一臺RA601FD(阻容法)微水儀現場復測，結果正常，數據見表一。表一

2.分析及討論

該變電站在2003年08月安裝過程中嚴格按照要求安裝，在交接驗收過程中，所有的斷路器在充氣前都逐一進行了微水測量，結果測量值在70—80uL／L之間，測試合格(標準是小于150uL／L)。充氣后靜置24小時又進行了檢測，結果也正常，檢漏無泄露。運行后半年2004，02月復測結果正常。2004年12月又進行了濕度檢測及檢漏，數值穩定。2007年12月在對110kV、35kV斷路器做濕度檢測時發現所有的35kV斷路器共9臺，微水測量不合格，遠遠超出標準5倍以上站內110kV的斷路器4臺(22l、222、223、224)用同一臺儀器測量則無異常。見表二

為了分析解決問題和慎重起見，我們特地請云南省電力研究院SF6檢測中心專業人員攜帶儀器到現場做對比試驗。兩臺是電力研究院的DP99—Ⅲ露點儀和RA601FD濕度儀，另外兩臺是我局的DP19和RA601FD濕度儀，RA601FD濕度儀的工作原理是阻容式。分別用這四臺儀器對一臺35kV斷路器及一臺110kV斷路器進行了水分測試，結果如表三所示。表三

從測試結果來看兩臺阻容式濕度儀的結果基本相同，且都在合格范圍內，而DP19與其余三臺儀器比較，測試結果相差甚遠，大大超出了合格范圍。經過多方詢問情況和查閱資料，發現如果氣樣中有以蒸汽形式存在的雜質如烴類氣體，它的露點比水蒸汽露點高，在水蒸汽結露之前它就冷凝，在儀器的鏡面產生一層薄隔膜，直接影響被測氣體的露點，妨礙被測氣體露點的觀察，造成鏡面提前結露，而導致該露點誤認為是被測氣體的露點。互感器氣室中的線圈會產生一定量的以蒸汽形式存在的烴類等雜質，從而導致了DP19測試結果的不準確。對于RA601FD來說，烴類雜質對它沒有影響，它使用的是阻容法測量，檢測器上的高分子聚合物滲透膜吸收水分，使鋁基體與膜之間的電抗發生改變，其改變量與水蒸汽濃度成一定的關系，經過標定就可定量使用。

另外這個變電站比較特殊，左鄰右舍分別是一家冶煉廠和化工廠，周圍的環境中氣體成分比較復雜，有大量的有機氣體和雜質存在，在氣體管路的轉移中，空氣將管路和儀器污染，導致了測量結果的不合格。

通過對DP19的鏡面用酒精進行了多次的清洗和高純氮氣長時間的干燥后，再次測量所有35kV斷路器，水分全部合格，在正常范圍內。

3.預防措施

在使用中應注意以下事項：

(1)測量露點時有干擾物質的影響。如固體雜質和油污，雖然不會改變被測氣樣的露點，但會妨礙對露點的觀測，因而要對鏡面經常清洗或污染誤差補償。再如以蒸汽形式存在的雜質，如烴類，在水蒸汽結露之前就冷凝，直接影響氣體露點的測定可先采取措施予以消除；(2)在露點介于0℃—30℃時，鏡面上的冷凝物也可能為過冷水，此時必須仔細區別，以防引起誤差(3)取樣管線的溫度要高于樣氣的露點溫度2℃以上，最好在5℃～10℃以上；(4)取樣管徑應適當，太小阻力大，太大響應時間長；(5)測量流量要合適，防止響應時間長和影響測量壓力。

參考文獻：

[1]陸明，柯建國，朱琴.DP19露點儀測試中發現的一個問題[J]電力安全技術，21302(4)

[2]孫堅明，郝漢儒，李萌材，孫桂蘭，孟玉嬋，魏潔慧，李新生.電力用油(氣).1996.4