淺談?dòng)嘘P(guān)六氟化硫全封閉組合電器氣體檢測(cè)監(jiān)督及維護(hù)

連三山 秦文麗

【摘 要】六氟化硫（SF6）全封閉組合電器（GIS）在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，建立運(yùn)行中的氣體分析的有效手段，對(duì)此類電器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理顯得尤其重要。為此，結(jié)合黃石供電公司在實(shí)際工作中GIS運(yùn)行中存在的問題和處理經(jīng)驗(yàn)，提出了SF6全封閉組合電器氣體監(jiān)督檢測(cè)方面的建議，可為SF6全封閉組合電器的安全運(yùn)行和監(jiān)督提供參考。

【關(guān)鍵詞】全封閉組合電器（GIS）;六氟化硫（SF6）;氣體分析;監(jiān)督檢測(cè)

1 前言

當(dāng)前，隨著工業(yè)制造和人們的正常生活對(duì)供電系統(tǒng)提出了更高的需求，六氟化硫封閉式組合電器也得到了電力公司足夠的重視，由于六氟化硫有著非常優(yōu)秀的絕緣性，因此六氟化硫封閉式組合電器在運(yùn)行的過程中主要是通過六氟化硫化學(xué)物質(zhì)達(dá)到絕緣目的的，使用六氟化硫生產(chǎn)的組合配電設(shè)備同普通組合配電設(shè)備相比，無論是在體積上，還是在占地面積上都更具有優(yōu)勢(shì)，并且其有著非常長(zhǎng)的檢測(cè)維護(hù)周期，即使在沿海地區(qū)和具有較多鹽霧地區(qū)運(yùn)行同樣也不會(huì)受到較大的影響，正是六氟化硫封閉式組合電器有著這么多的優(yōu)點(diǎn)，其一經(jīng)問世就受到了人們的歡迎，當(dāng)前已經(jīng)得到了極為廣發(fā)的應(yīng)用。

2 影響SF6組合電器內(nèi)SF6氣體含水量幾個(gè)因素

充SF6氣體的斷路器和電器設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性完全取決于SF6氣體的純潔度。如果純度受到破壞，例如混入了過量的水分、雜質(zhì)及加工余屑和金屬粉末等，它的穩(wěn)定性就會(huì)受到破壞，同時(shí)絕緣強(qiáng)度和滅弧能力也會(huì)大大降低，并分解出對(duì)人體有害的分解物。

2.1 SF6氣體含水量超標(biāo)有以下幾個(gè)原因

SF6氣體新氣的水分不合格，氣體出廠質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或在SF6充入設(shè)備時(shí)安裝工藝達(dá)不到要求而混入水分。2.水分來源于組合電器內(nèi)的有機(jī)材料的影響。3.空氣中的水分通過密封墊圈滲入。這決定于密封墊圈的材料，結(jié)構(gòu)以及外部部件的安裝是否緊密等。

2.2 吸附劑的影響

吸附劑可以部分地吸收組合電器內(nèi)SF6氣體中的水分。用于SF6電器設(shè)備的吸附劑是多孔性物質(zhì)，具有很強(qiáng)的吸附能力。在設(shè)備安裝和運(yùn)行中存在有2個(gè)問題，一是在設(shè)備安裝過程中沒有安裝吸附劑，二是在將吸附劑裝進(jìn)以后，因不可能隨時(shí)更換，存在一個(gè)吸附劑飽和后不起作用的問題。在這種情況下等于沒有吸附劑。基于以上2個(gè)原因，SF6組合電器中水分增大就是其中的一個(gè)方面。

2.3 設(shè)備檢漏

SF6組合電器的水分超標(biāo)與外部空氣中的潮氣進(jìn)入有很大的關(guān)系，在設(shè)備充氣結(jié)束后和定期測(cè)試時(shí)，用靈敏度大于1ug/g氣體檢漏儀對(duì)設(shè)備的所有密封件，焊接面及管路接頭進(jìn)行定性檢漏，查出漏點(diǎn)及時(shí)處理。

3 SF6組合電器日常維護(hù)的典型事例

110kV游家變電站GIS組合電器安裝一年后例行氣體濕度檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)不到1年的運(yùn)行時(shí)間，帶滅弧室的氣室SF6氣體含水量有的超標(biāo)嚴(yán)重SF6氣體含水量測(cè)試超標(biāo)，經(jīng)過間隔很短時(shí)間的2次復(fù)測(cè)，數(shù)據(jù)一樣基本無變化，在排除了人為和儀器的誤差，以及對(duì)密度繼電器的氣壓對(duì)比和檢漏無問題后，初步判斷是：1）含水量超標(biāo)的氣室在安裝時(shí)抽真空的時(shí)間和用氮?dú)鉀_洗氣室的次數(shù)沒有達(dá)到安裝的工藝要求，氣室內(nèi)有水分吸附在內(nèi)壁及有機(jī)材料上沒有完全處理好，在短時(shí)間內(nèi)水分測(cè)試合格，但經(jīng)過教長(zhǎng)的時(shí)間，溫度升高等因素的影響，吸附的水分和SF6氣體達(dá)到動(dòng)態(tài)的溶解平衡，造成水分超標(biāo)。2）吸附劑沒有安裝或吸附劑安裝后本身質(zhì)量有問題而失效。

4 SF6氣體含水量的控制措施

1控制SF6新氣質(zhì)量關(guān);2控制絕緣件的處理關(guān);3控制密封件的質(zhì)量關(guān);4控制吸附劑的質(zhì)量關(guān);5控制充氣的操作關(guān);6加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體檢漏關(guān);7加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體微水量的檢測(cè)關(guān)。要完全清除SF6組合電器SF6氣體的水分是不可能的，但是掌握SF6氣體微水超標(biāo)的原因，采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，減少SF6氣體中的水分，可以保證和提高GIS的安全運(yùn)行可靠性。

5 六氟化硫氣體的質(zhì)量監(jiān)督與管理

5.1六氟化硫氣體試驗(yàn)方法

根據(jù)遼寧省電力有限公司《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程實(shí)施細(xì)則》，對(duì)新氣的驗(yàn)收主要做水分含量的試驗(yàn)。不僅新氣要做，而且充到SF6斷路器以后還要進(jìn)行，他的實(shí)驗(yàn)方法主要有三種：

5.1.1電解法

在一個(gè)容器中放入兩個(gè)用鉑金絲制成的電極，再在容器中加入濃磷酸，先將濃磷酸電解，生成P2O5，它有很強(qiáng)的吸水性，再將SF6通入其中，P2O5就將氣體中的水吸收出來，生成少量磷酸，再測(cè)量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.2阻容法

就是把一張鋁箔的一面氧化，使之生成一層致密的Al2O3膜，再在膜上加一層鋁箔，這就組成了一個(gè)電容，當(dāng)SF6氣體流過其間時(shí)，Al2O3膜會(huì)吸收氣體中的水分，從而改變自身的介電常數(shù)，使這個(gè)電容的電容量發(fā)生微小的變化，通過測(cè)量這個(gè)變化量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.3露點(diǎn)法

就是有一個(gè)金屬的表面非常光潔的露鏡，它的背面有一個(gè)能夠制冷的裝置，測(cè)試時(shí)制冷裝置工作，給露鏡降溫，同時(shí)SF6氣體流過露鏡的鏡面，當(dāng)露鏡的溫度下降到一定程度時(shí)，SF6氣體中的水分就會(huì)在露鏡上開始凝露，這個(gè)溫度就叫做露點(diǎn)，SF6氣體中含的水分越多，它的露點(diǎn)就越高，這樣就可以測(cè)出SF6氣體的含水量了。

5.2六氟化硫斷路器的現(xiàn)場(chǎng)檢查試驗(yàn)

SF6斷路器在安裝完成后也要進(jìn)行一系列的檢查試驗(yàn)，除了常規(guī)的試驗(yàn)項(xiàng)目外，對(duì)于SF6斷路器還要進(jìn)行氣體中水分含量的測(cè)定和SF6氣體年漏氣率的測(cè)定。

5.2.1六氟化硫氣體檢漏方法

SF6氣體年漏氣率的測(cè)定方法主要有兩種，一種是扣罩法，一種是局部包扎法;扣罩法就是將整個(gè)的SF6斷路器都罩在其中，罩子中的容積是已知的，測(cè)定扣罩24小時(shí)后罩子中的SF6氣體的濃度，就可以計(jì)算出24小時(shí)內(nèi)SF6斷路器泄漏出的SF6氣體的量，將這個(gè)量乘以365，再除以SF6斷路器中所充的SF6氣體的重量，就得到了SF6氣體的年漏氣率。

局部包扎法就是將SF6斷路器的每一個(gè)密封面都用塑料布包扎起來，在24小時(shí)后測(cè)量每個(gè)包扎部位的SF6氣體濃度，再用近似的方法算出SF6氣體的年漏氣率，甚至有些廠子只要求定性測(cè)量那些密封面是否漏氣就可以了;這種測(cè)量方法是很不準(zhǔn)確的，在實(shí)際中沒有太大的意義，但是因?yàn)榉椒ê?jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，所以現(xiàn)在基本上都采用這種方法。

5.3六氟化硫氣體中水分控制標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于新安裝的SF6斷路器中的水分含量，則要求不大于150ppm（體積比），對(duì)于運(yùn)行中的SF6斷路器，則要求不大于300ppm（體積比）;對(duì)于GIS，還有一個(gè)特殊的地方，就在于GIS中的某些氣室是沒有電弧的，如母線、CT、PT、避雷器等氣室，對(duì)于沒有電弧的氣室中的SF6氣體的水分含量，國(guó)標(biāo)要求交接時(shí)不大于250ppm（體積比），運(yùn)行時(shí)不大于500ppm（體積比），而對(duì)于有電弧的氣室，則按照斷路器的標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]《六氟化硫氣體分析技術(shù)》朱芳菲等著;兵器工業(yè)出版社

[2]《電力用油與六氟化硫》 羅竹杰;中國(guó)電力出版社

[3]《國(guó)家電網(wǎng)公司設(shè)備狀態(tài)檢修規(guī)章制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編》國(guó)家電網(wǎng)公司生技部;中國(guó)電力出版社

（作者單位：國(guó)網(wǎng)大寧縣供電公司）