SF6斷路器氣體微水測試的研究

趙微

國網呼倫貝爾供電公司， 內蒙古呼倫貝爾市 ?021000

摘要：SF6斷路器在使用過程中會存在一定的水分，這將嚴重影響其功能的發揮和電路的安全，因而有必要對其進行微水測試。本文從SF6斷路器的特點出發，分析SF6氣體的性質以及微水測試的方法和意義，并探討了SF6斷路器中水分的來源和如何控制SF6斷路器中的水分。

關鍵詞：SF6斷路器;微水測試;研究

一、SF6氣體的性質

1.1物理性質

SF6氣體常溫下為氣體，但其分子量和密度（常溫常壓下約為空氣密度的5倍）較大;當達到45.6攝氏度時，對SF6氣體壓縮將使得SF6氣體液化，因而大多數情況下大都借助高壓瓶進行儲存;最重要的是在常溫常壓下該氣體是無色無味無毒不可燃的。

1.2電化學性質

一是SF6作為一種電負性氣體，它具有良好的電子吸附能力和滅弧能力，而且SF6氣體的耐電壓強度遠遠高于氮氣等氣體;二是SF6（純凈狀態下）作為一種惰性氣體，在電弧作用下，只有當溫度達到4000K時才會發生分解（產物為單原子的硫和氟），而電弧消失后，基本所有的分解產物都可以重新轉化為SF6氣體分子，因而安全性和循環利用性很高。

二、SF6斷路器微水測試的方法及意義

2.1微水測試的方法

為保證SF6斷路器的可靠，我國對SF6斷路器的微水測試有著明確的規定，在交接時要進行微水測試;大修或者是新裝后要保證一年內進行一次微水測試，假如沒有異常情況三年進行一次微水測試;此外，在大修后和必要時都要進行微水測試。由于微水測試的必要性因而要有必要的測試方法。

2.1.1利用重量法進行微水測試

該方法需要借助高質量的吸濕劑，首先要對吸濕劑進行稱重，并準確和精確記錄下吸濕劑的質量。在保證空氣中水分不會干擾實驗的前提下，當SF6斷路器經過吸濕劑后，立即對吸濕劑稱重并準確和精確的進行記錄，最后對兩次數據進行對比，得到SF6斷路器中的水分的質量。由于這種微水測試的操作條件和操作要求都極為苛刻，因而很難保證測量的準確度。

2.1.2借助露點法進行微水測試

該方法在進行微水測試前有一定的溫度要求，即測試系統的溫度要略低于SF6斷路器中水蒸氣的飽和溫度即露點溫度，在測試時，測試系統根據微水測試情況發出相應的電信號，然后借助電信號放大設備進行輸出，最終根據輸出值和露點值的對比確定SF6氣體中的水分含量。這樣的微水測試方法僅需對溫度進行控制，而且對溫度的要求也不是特別的嚴格，因而在SF6斷電器的微水測試中得到了廣泛的應用。

由于SF6斷電器用途廣泛，利用露點法進行微水測試簡單可靠，因而國內國外都有許多的露點儀生產廠家。

2.1.3利用電解法進行微水測試

電解法是通過收集SF6斷電器中的氣體，在收集的SF6氣體中接入正負電極，并對電極進行間歇式的通電進而將收集的SF6氣體不斷電解，然后根據電解的情況獲得SF6氣體的水分信息。由于電解法微水測試中進行了多次電解，因而可以借助加權法確定最終的水分含量，這樣將可以在一定程度上增加測量的精度。

2.1.4其他的微水測試方法

由于SF6斷電器微水測試的重要性，科研人員根據SF6氣體的特性研發了各種各樣的微水測試方法，以提高微水測試的精度。除上文介紹的三種方法外，還有以下幾種比較常用的方法：氣相色譜法、壓電石英振蕩法、吸附量熱法，這些方法由于技術和成本等方面的問題并沒有得到廣泛的利用。

2.2SF6斷路器微水測試的意義

SF6氣體中的水分會影響SF6氣體的使用，在高溫高壓電弧的作用下將發生水反應，生成一定的酸性物質，這些酸性物質將會腐蝕SF6斷路器;尤其是在高溫高壓電弧的作用下生成的低氟化物，它具有很強的毒性，嚴重威脅人員的安全;而高溫高壓電弧下生成的氟硫化合物還可以與水分發生進一步的反應，生成不僅有毒，而且腐蝕性特別強的硫酸、氫氟酸等其他化學物質，這將造成SF6斷路器的絕緣外殼和金屬導線的嚴重腐蝕，絕緣功能和電路安全保護功能將大大下降。此外，假若SF6斷路器處于溫差變化較大的環境中時，當氣溫急劇下降，SF6氣體中的水分可能發生低溫凝固現象，凝固在SF6斷路器內部的水分會使SF6斷路器發生閃絡現象，嚴重時將直接造成SF6斷路器的爆炸。基于這樣的狀況，我們務必要對斷路器進行必要的微水測試，以保證電路和人員的安全。

三、SF6斷路器中水分的來源即控制方式

3.1SF6斷路器中水分的來源

3.1.1新氣中分水的來源

SF6氣體中水分的來源是十分廣泛的，對于未使用過的SF6氣體來說也不例外。筆者認為新氣中的水分主要有以下幾個來源：一是SF6氣體的生產廠家不僅工作量大而且魚龍混雜使得生產的SF6氣體不合格;二是在SF6斷路器的運輸過程中可能要經過濕氣較重的南方等地，而對SF6斷路器的密封又不到位，使得在運輸過程中SF6氣體中的水分增加;三是在長期的儲存過程中，SF6氣體中的水分逐漸的積累，漸漸地超過了SF6氣體中水分要求的標準。

3.1.2充SF6氣體的電器設備中的水分來源

一是由于所充的SF6氣體本身存在一定的水分;二是在充氣前未

對氣體進行凈化處理或凈化處理不達標;三是設備密封性存在一定的問題，使得有一定的水分滲透到SF6氣體中。

3.2如何控制SF6斷路器中的水分含量

SF6斷路器安全高效的工作的前提就是控制好SF6氣體中的水分，筆者認為主要有以下措施：在SF6斷路器制造過程中要嚴格把關，控制好絕緣件的處理，控制好密封件的質量，保證吸附劑的吸附作用長期可靠;充氣的過程要防止水分進入;運輸過程中務必要要有一定的密封措施;此外，必要時要定期的進行微水測試。

四、結束語

電能的廣泛使用使得SF6斷路器的使用十分廣泛，但SF6斷路器中的水分嚴重影響SF6斷路器的使用。微水測試是檢驗SF6斷路器中SF6氣體水分含量的重要措施，為保證SF6斷路器真正起到保護電路安全的作用，我們必須要將微水測試重視起來，以使我們更好、更安全的使用電能。

參考文獻

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