SF6電流互感器氣體微水超標淺析

施洪蕩

【摘 ?要】SF6氣體絕緣電流互感器的優良性能在于SF6氣體良好的絕緣特性，優異的冷卻電弧特性，介電強度遠遠超過傳統的絕緣氣體。SF6氣體微水含量是SF6電氣設備測試中的一項重要性能參數。本文主要對國網石獅市供電公司220kV山兜變電站#1主變220kV側29A開關C相電流互感器SF6氣體微水超標進行分析，闡述其原因及危害性，并結合實際處理情況，提出SF6氣體微水含量控制措施，保證SF6氣體絕緣電流互感器在電力系統中安全、健康、穩定地運行著。

【關鍵詞】SF6氣體;電流互感器;微水含量;原因分析;處理;控制

1、引言

電力系統向超高壓，大容量，大電網，自動化方向發展，提高設備的運行可靠性尤為重要。電壓等級越高、容量越大，電氣設備的故障率一般也越高，修復時間也越長。SF6氣體絕緣電流互感器的正常運行，對于可靠運行非常重要。

2、SF6氣體絕緣電流互感器基本知識

2.1 SF6絕緣氣體簡介

絕緣氣體是具有一定的電氣性能可起絕緣作用的天然和合成氣體的統稱。如空氣、氮氣、氫氣、二氧化碳、氟利昂和SF6等氣體，它們的介電系數很小，能承受一定的電應力，可起絕緣作用。其中SF6氣體以它的耐高電強度及良好的熱穩定性被認為是最佳的氣體絕緣介質，已廣泛應用于電氣設備特別是高壓、超高壓電氣設備中。

2.2 SF6電流互感器基本知識

SF6電流互感器總體結構為倒置式，由軀殼、器身、絕緣套管和底座四部分組成。軀殼位于上部，由防銹鋁板焊接或鑄鋁材料加工而成。互感器的器身固定在軀殼內，一次繞組和二次繞組之間采用SF6氣體絕緣，里面裝有二次繞組的屏蔽筒用環氧樹脂絕緣件支撐，二次繞組引出線通過引線管引至底座的接線盒內。絕緣套管分為硅橡膠復合絕緣套管和高強瓷套管兩種。底座上安裝有接線盒、SF6氣體密度控制器和充氣閥。

3、SF6氣體絕緣電流互感器中氣體微水超標原因分析及危害

3.1 SF6氣體絕緣電流互感器存在問題

SF6氣體經電弧作用而形成SF4等化合物，與水、氧反應產生含毒〔或腐蝕〕物質。因此互感器內部微水含量是重要的檢測指標。

220kV山兜變#1主變220kV側29A開關電流互感器型號：LVQB-220W2;出廠日期：2004年10月01日;出廠編號：63;投運日期：2004年12月14日。投運以來對該設備的微水測量情況如下：

2004年12月18日（天氣晴，溫度19度，濕度70%）微水測量：A相：153 uL/L、B相：200 uL/L、C相：253 uL/L。

2005年12月26日（天氣晴，溫度18度，濕度65%）微水測量：A相：218 uL/L、B相：240 uL/L、C相：553 uL/L。

2006年03月29日（天氣晴，溫度20度，濕度66%）復測C相微水：348.9 uL/L。

2007年11月20日（天氣晴，溫度15度，濕度71%）微水測量，A相：256 uL/L、B相：291 uL/L、C相：652 uL/L。

2008年01月07日（天氣晴，溫度17度，濕度65%），微水含量為732.4 uL/L。

因此，根據《電力設備交接和預防性試驗規程》運行中SF6氣體水分在20℃時的允許值應不大于500 uL/L。該設備C相的SF6微水含量已經遠遠超過標準值，說明該SF6電流互感器已經受潮。

3.2 SF6氣體絕緣電流互感器中氣體微水超標的危害

3.2.1 水分引起化學腐蝕

純凈的SF6氣體在227℃以下一般不自行分解，但在水分較多時，200℃以下就可以發生水解，生成氫氟酸HF，即2SF6+6H2O→2SO2+12HF+O2。氫氟酸HF是所有酸中腐蝕性最強的，也是一種對生物肌體有強烈腐蝕作用的劇毒物。

3.2.2 水分對絕緣的危害

水分的凝結對沿面絕緣也是有害的。尤其是對運行中的電流互感器，電流互感器內絕緣件表面覆蓋有SF6氣體分解物，當SF6氣體中含水很少時，這些分解物是絕緣的，但SF6氣體中含水分很多時，受潮的固體分解物呈半導體特性，使絕緣件表面絕緣電阻下降，可能導致沿面放電、高電壓擊穿，引發事故。

3.3 SF6電流互感器中氣體微水超標原因分析

3.3.1 SF6電流互感器中氣體水分的來源

（1） 檢測所用的儀器誤差較大，測量結果失真。

（2）SF6氣體本身的水分。按國產SF6 氣體技術條件（國際電工委員會標準）規定，SF6氣體含水量應小于150 uL/L。

（3）SF6電流互感器內部零部件含有的水分。內部鑄件、焊接件、絕緣件等零部件含有水分，這些水分很難通過短時間抽真空的方法全部清除，在運行中，會慢慢地向SF6氣體中釋放。

（4）用于干燥氣體的氧化鋁干燥劑（分子篩）失效或已受潮飽和。

（5）外界環境透過密封薄弱環節滲入的水分。

3.3.2 SF6氣體微水超標的原因

由上述SF6 氣體中水分來源的分析可見，本變電站SF6電流互感器氣體微水超標的原因主要有上述五個方面的原因，特別是SF6電流互感器的密封環節存在缺陷時，空氣中水蒸氣會通過密封薄弱環節滲入互感器的內部，使SF6氣體的含水量不斷增大。

4、SF6氣體絕緣電流互感器中氣體微水超標處理

4.1 前期準備

為保證220kV山兜變電站#1主變220kV 側29A開關電流互感器安全運行，決定對該互感器進行停電處理。現場準備了SF6氣體抽真空回收裝置、微水測量儀、檢漏儀、溫濕度計、SF6氣體防護用具、高純氮（99.99%）、合格的SF6氣體等。

4.2 處理過程

用SF6氣體抽真空回收裝置回收不合格的SF6氣體，用高純氮氣沖洗互感器內部三遍，更換合格吸附劑并裝上封板，對密封的電流互感器第一次抽真空至133MPa后，立即充入合格的高純氮氣靜置24小時，進行微水測試;第二次抽真空后，立即充入合格的高純氮氣靜置24小時，進行微水測試。第三次抽真空后，立即充入合格的SF6氣體靜置24小時后，進行微水測試，檢測平均結果為47.76μL/L，低于規程規定的250μL/L，表明設備可恢復運行。

4.3 SF6氣體中水分含量的控制措施

（1）嚴格把好SF6 新氣質量驗收關。保證SF6氣體新氣的質量和純度，檢驗合格后才能進行充氣。

（2）嚴格控制密封件的質量關，設備法蘭面和動密封都用雙密封膠圈密封，并選用質量好的粘貼劑，確保密封良好。

（3）嚴格控制吸附劑的質量關。采用高效的吸附劑，吸附劑在安裝前要徹底干燥。

（4）加強對運行中SF6設備氣體微水含量的檢測。

（5）加強對運行中SF6設備氣體的檢漏關。

5、總結

影響電流互感器SF6氣體微水含量超標的原因是多方面的，在上述引起互感器內部微水超標的各種因素中，環境濕度影響和電氣設備密封不良是導致SF6氣體水分超標的主要原因，有效的解決方法是：SF6氣體絕緣電氣設備安裝現場應配置戶外溫濕度計，氣候不宜安裝時應采取措施或停工;設備泄漏SF6氣體時，須首先查找漏點并處理;吸附劑（即分子篩）失效，應快安排更換;充氣設備及管道使用及儲存時應做好干燥措施，并置放干燥器皿。通過以上措施可基本杜絕微量水分進行設備內部，提高電流互感器的安全運行。

參考文獻：

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[3] 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法[M].北京：中國電力出版社，2001

（作者單位：國網福建省電力有限公司石獅市供電公司）