六氟化硫氣體故障分解產物探討

秦勤 秦潘英

摘 要：隨著國內工業的進一步發展，工業生產的廢氣排放量日益增加，部分廢氣如果不進行處理直接排放到空氣中，有可能會威脅到人們的健康，如工業產生的六氟化硫氣體必須經過嚴格的監控制和處理才能排放，如果直接排放氣體就會對人們的生命安全造成威脅。該文主要對六氟化硫氣體故障分解產物進行分析，以期對六氟化硫電氣設備運行狀態進行科學地監控，以確保工業生產的安全性。

關鍵詞：六氟化硫 氣體故障分解產物 案例

中圖分類號：TM507 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0090-02

SF6電氣設備常見的故障主要包括放電與過熱兩種類型，正常溫度下SF6氣體不具有毒性，但如果SF6電氣設備發生故障，故障區內的SF6氣體與固體絕緣材料會因為受熱發生裂解，產生硫、氟以及碳等化合物，這些含氟量較低會對人體造成傷害，甚至威脅人們的生命安全，因此，對氣室中SO2與H2S等分解物的含量進行嚴格的檢測，在最短的時間內診斷SF6電氣設備中存在的故障隱患，并采取相應的解措施，可有效降低故障的發生率。

1 分解產物的產生機理

2 關于六氟化硫氣體分解故障的案例分析

2.1 500 kV GIS變電站出現跳閘事故

2006年，在某電站剛剛投入運營幾天后，500 kV GIS 50321室的斷路器突然出現跳閘，在相關的故障錄波中顯示，該故障發生的地點在C相，故障的電流是7.51 kA，持續的時間為40 ms。相關工作人員立即解體了C相氣室，在對C相進行了詳細地檢查后發現，隔離刀閘絕緣拉桿的中間部位和及周圍的盆式絕緣子、均壓環都被 電弧燒傷，專業人員對該相的故障氣體進行了回收，并使用SF6故障組分檢測儀對氣體進行了檢測，結果顯示在50321氣室的氣體中，SO2濃度達到了48 μl/L，H2S含量為4.6μl/L，儀器將該次事故診斷為“氣室內部存在火花放電或者過熱的現象，且不排除固體絕緣材料發生分解的可能性”。之后工作人員又檢測了其他氣室，結果都顯示沒有異常情況，說明該次故障并未對其它氣室造成影響。次日工作人員對故障氣體的分解產物進行了檢測，B相SO2的含量為0.5μl/L，C相的含量為0.9 μl/L，兩相均未發現H2S的存在，由此說明，在C室的斷路器開斷重燃之后有少量SO2產生。

2.2 66 kV變電所的GIS組合電器發生爆炸事故

某變電所預留的66 kV西母線電壓互感器氣室中A相側面的法蘭突然爆開，氣室內的屏蔽罩和防潮劑，隨著爆炸氣浪沖出，爆炸粉塵在地面和設備上隨處可見，爆炸后工作對氣室進行了檢查，未找到用來固定屏蔽罩的螺絲；C相的水平方向盤式絕緣產生裂紋，B相氣室的罐體出現放電現象；工作人員對B相氣室進地檢查，發現盤式絕緣子母線的端子屏蔽罩依然處于母線的端頭位置，但沒有固定螺絲，對C相檢查后則發現，室內的盤式絕緣母線端頭未安裝相應的屏蔽罩，但是其他臨近氣室卻沒有發生任何異常現象，SF6氣體含量正常。

因為發生故障后進行了及時地處理，從故障發生到完成排查只隔了30多個小時，因此，這種排查方式可以為該次故障處理取得更多的時間。經工作人員總結將其診斷為局部放電故障，故障發生的主要原因是沒有對GIS組合電器預留電壓互感器氣室水平布置A相的盤式絕緣子母線端頭屏蔽罩進行固定或者安裝不穩固，因此，警惕變電所相關的工作人員，在變電所的運行過程中，應該對絕緣子母線端頭屏障罩的牢固性進行定期檢查，一旦發現屏障罩出現松動，應該立即進行處理。

2.3 變電站66 kV母差保護發生跳閘事故

從跳閘事故發生前也氣體的檢測報告中可以看出，事故發生之前，該室內SF6氣壓值在究全范圍之內，而事故后，工作人員對電氣室的氣體進行檢測后發現，室內的SF6和硫化氫含量有了明顯提升，工作人員產即采用測壓器依據硫化氫氣體的氣味在電氣室內進行了詳細檢測，并找到發生故障的位置，且立即采取相應的處理措施，以免引發更多的安全事故。

66 kV GIS 組合電器電壓互感器間隔中水平放置的盤式絕緣子，其表面容易積灰且雜物較多，容易致使電場分布不均，而出現沿面放電的情況，其中一個系統接地，另外兩個系統的電壓就會升高，讓盤式絕緣子的沿面放電轉變為灌通性的對地放電，造成兩相接地發生短路，而引起母差保護跳閘。

2.4 某變電所66 kV穿墻套管母線筒出現放電現象

2007年9月18日，某變電所的主變B相穿墻套管母線筒出現放電現象，工作人員對管臂上不同位置上的放電痕跡進行分析后，認為是遺留物造成的放電現象。依據以往放電現象的試驗的經驗可知，放電過程中電壓出現忽高忽低的情況，表示放電氣隙是因為固定氣隙或者遺留物的運動而改變了放電的間隙，經過檢查后發現，B相的穿墻套管母線筒中的確有放電顆粒活動[2]。相關的技術人員對其他氣室的SF6氣體進行了檢測和分析，發現室內絕緣盆雖然發生了小范圍導電現象，但是絕緣層并未受到損壞，主要是由于絕緣盆上存在的灰塵而引起的導電現象，由此可見，絕緣盆安裝完成后工作人員必須對絕緣盤進行清掃，并進行定期的養護與清潔，防止灰塵堆積導致穿墻套管母線筒出現放電現象。

3 結語

總之，對氣體SF6中SO2、H2S的含量進行檢測，可以檢測出電氣設備的早期故障。SF6電氣設出現異常時，SO2、H2S的濃度能夠將設備內部的放電缺陷直接反映出來，設備缺陷的不同，放電過程中產生的SO2和H2S的濃度也會有所差異，需要工作人員依據實際情況進行分析和判斷，提高故障診斷的準確性，以期找到有效的解決對策。

參考文獻

[1] 王建西，楊夙峰，尹茂華，等.LW23-363型六氟化硫罐式斷路器[C]//西部大開發 科教先行與可持續發展——中國科協2000年學術年會文集.2000.

[2] 王佰成，曹生順.六氟化硫罐式無間隙金屬氧化物避雷器的研究[C]//電工陶瓷第七次學術年會暨學術交流會論文集.2001.

[3] 劉唯.220kV GIS六氟化硫環境監測探測單元抗干擾分析及處理對策[C]//中國水力發電工程學會信息化專委會2010年學術交流會論文集.2010.

[4] 袁平，何速，陳志軍，等.便攜式六氟化硫氣相色譜儀的研制及應用[C]//湖北省電機工程學會電廠化學專委會2007年學術年會論文集.2007.

[5] 吳立柔，陳水標.R6P無汞電池連放性能急劇下降原因探討[C]//中國電池工業協會2002年學術交流會論文集.2002.