SF6斷路器的狀態檢測

宋東 辛雙飛 曾祥宇

摘要：SF6斷路器是電力系統中的重要設備本文簡要的介紹了SF6斷路器檢測時產生的誤解、水分SF6斷路器的危害，溫度對SF6斷路器中水分含量影響及關系。

關鍵詞：SF6斷路器漏氣；水分；溫度

隨著SF6斷路器在電力系統中特別是在高壓開關中代替絕緣油為絕緣介質的斷路器，我們對絕緣油的重點檢測也轉變成了對SF6氣體的重點檢測。近期國家電網要求對高壓電氣設備進行狀態監修，我們也針對SF6斷路器進行了對應的狀態監測.

SF6斷路器的狀態檢測主要有SF6斷路器內在氣體泄漏的檢測、SF6微水含量測試、SF6化合物檢測等。其中SF6斷路器內在氣體漏氣，是SF6斷路器致命的缺陷，所以其密封性能是考核SF6斷路器質量的關鍵性能指標之一，這對于保證SF6斷路器的安全運行和人身安全都有重要意義。我們知道SF6氣體的密度直接影響高壓斷路器的絕緣性能和滅弧性能，如果SF6斷路器內在氣體漏氣，一切都將成為空談。SF6氣體檢漏在線檢測主要是SF6氣體密度檢測器，當前使用的SF6氣體密度檢測裝置是由壓力傳感器和溫度傳感器組成。線下主要是用SF6氣體檢漏儀來檢測SF6斷路器是否漏氣。SF6氣體檢漏儀大都有探頭和傳感器構成，也可分定性測量和定量測量。使用SF6氣體檢漏儀對SF6氣體檢定是是否漏氣是我們的重要工作。

在這里有一個很大的誤區，有些人認為只要SF6不漏氣水分也不會進入到SF6斷路器的內，不漏氣就不用進行檢測SF6的微水等檢測，這是一個錯誤的理解，我們一定要弄明白這件事情。讓我們分析一下為什么SF6不漏氣水分也不會進入到SF6斷路器的內是一個錯誤的理解。在SF6斷路器中內部的SF6氣體壓力雖然比大氣壓大，但只要設備存在漏點，空氣的水份會緩慢的滲入到設備內部，這是斷路器內部的水分分壓大大小于大氣中的水份分壓所致。

斷路器內部的水分分壓：P1=P總×N1

大氣中水分的分壓：P2= P0×N2 其式中：

P總——SF6斷路器內部氣體的絕對壓力

P0——大氣壓力

N1——SF6斷路器內部的水分子分子數

N2——大氣中水分子的分子數

由于SF6設備中要求其氣體的水分含量很低，僅為幾百個vL/L；而大氣中的水份含量高，一般為1～4%，因此：N2 >>N1，所以P2 >>P1。即斷路器內部的水分分壓大大小于大氣中的水份分壓，所以即使不漏氣 那種認為SF6設備內部壓力高，即使漏氣，水分也不會進入設備的觀點是錯誤的，這也是要求在水分測量時，連接管路應密封不漏的原因所在。

我們只有弄明白這個道理，即SF6即使不漏氣水分也會進入到SF6斷路器的內部，才能在以后的測試中有正確的認識。

SF6斷路器受到運行方式的限制，斷路器的檢測如交流耐壓試驗無法進行，尤其是運行中的SF6斷路器，在很多情況之下都是通過對SF6氣體的微水含量以及檢漏來對其進行控制，由此可見， SF6氣體中微水的含量是一項極其重要的指標，這項指標不單單影響到了斷路器的絕緣性能，對于SF6斷路器的安全運行也起到了十分重要的作用。

高壓斷路器對SF6的含水量有嚴格的要求。這是因為當氣體含水量較高時，很容易在絕緣材料表面結露，造成絕緣下降，嚴重時發生閃絡擊穿。含水量較高的氣體在電弧作用下被分解，SF6氣體與水分產生多種水解反應，產生WO3、CuF2、WOF4等粉末狀絕緣物，其中CuF2有強烈的吸濕性，附在絕緣表面，使沿面閃絡電壓下降，HF、H2SO3等具有強腐蝕性，對固體有機材料和金屬有腐蝕作用，縮短了設備壽命。含水量較高的氣體，在電弧作用下產生很多化合物，影響SF6氣體的純度，減少SF6氣體介質復原數量，還有一些物質阻礙分解物還原，滅弧能力將會受影響。含水量較高的氣體在電弧作用下分解成化合物WO2、SOF4、SO2F2、SOF2、SO2等，這些化合物均為有毒有害物質，而SOF2、SO2的含量會隨水分增加而增加，直接威脅人身健康，因此對SF6設備中氣體水分含量必須嚴格監測、控制，這是運行監督的一項重要工作內容。

要準確的監測SF6設備中氣體水分的含量，首先要了解水分存在的方式及我們所測量的水分范圍。SF6設備氣體水份數值與環境溫度有密切的關系.下列是我們實測的一組數據對比：如表

從圖中可看出溫度對SF6測量值的影響，不同的溫度下SF6水分含量的測量值也是不同，這是因為SF6斷路器中的水分主要以兩種形式存在：一種是SF6氣體中以自由氣體形式存在，即存在于SF6斷路器滅弧室的氣相中；另一種是吸附在斷路器的內表面設備內的絕緣材料及設備內部裝填的吸附劑上，即存在于固相中。

在SF6斷路器中，水分存在的形式依環境溫度，始終處于一個動態平衡轉移過程中，即當溫度降低時，氣相中的水分會向固相中所占的比例上升。反之，當溫度升高時，則出現相反的情況。而在SF6設備內氣體的水分測試中；測得的只是設備內氣相中的水分，因此對同一臺SF6設備水分的實際測試中，夏天的測試數值遠遠大于冬天的測試數值。明白了這些就明白了表中夏季和冬季SF6微水的測試值差別這么大了。

所以SF6設備內氣體中的水分數值受溫度影響較大所以在測量SF6設備內氣體的水分時，必須同時測定和記錄環境溫度，并在分析報告中給于注明，以使監督人員分析設備絕緣狀況時參考。

綜上所述：SF6斷路器的檢測SF6氣體檢測重點檢測項目，在測量時首先要對SF6氣體的特性有正確的認識，這樣才能對SF6氣體進行正確的測量，以避免測量中錯誤的行為。在測量

SF6氣體中水分含量時不能只看水分的含量值，還應明白他與溫度的關系。

參考文獻：電氣設備狀態檢測