摘要
摘要：六氟化硫断路器具有断口电压高、开断能力、允许连续开断的次数较多，噪声低和无火花危险，而且断路器尺寸小、重量轻、容量大、不需要维修或少维修。这些优点使传统的油断路器和压缩空气断路器无法与其相比，在超高压领域中几乎全部取代了其他类型断路器；另外在中压配电方面，六氟化硫断路器具有在开断容性电流时不重燃，以及开断感性电流时不产生过电压等优点，正逐步取代其他类型的断路器。 关键词：六氟化硫；断路器；超高压 一 概述 随着电力电网的高速发展和电气设备质量的不断提高， SF6断路器在高压和超高压电力电网中有着绝缘性良好、分断能力快、断口电压高、允许连续开断的次数多、操作维护简单方便实用等优点，因此 SF6断路器在高压和超高压电力电网中获得广泛使用。但是在安装和运行过程中会出现 SF6断路器气体微水超标的现象，如果忽视对 SF6断路器 SF6气体微水的监测，其对电力电网稳定可靠运行将会造成影响，同时也会导致环境受到污染。 1.1 SF6气体的优点 SF6的分子和自由电子有非常好的混合性。当电子和 SF6分子接触时几乎 100%混合组成重的负离子，这种性能对剩余弧柱的消电离及灭弧有极大的使用价值。即 SF6具有很好的负点性。它的分子能迅速捕捉自由电子而形成负离子。这些负离子的导电作用十分迟缓，从而加速了电弧间隙介质强度的恢复率，因此有很好的灭弧性能。在 1.01×10Pa气压下， SF6的灭弧性能是空气的 100倍，并且灭弧后不变质，还可以重复使用。 1.2 SF6微水超标的危害性 常态下， SF6气体无色无味，有良好的绝缘性能和灭弧性能，一旦大气中的水分浸入或固体介质表面而受潮，则电气强度会显著下降。 SF6断路器是户外设备，当气温骤降时， SF6气体中的过量水分会在介质表面凝结成固体而发生闪络，严重的时候还会造成 SF6断路器发生爆炸事故。纯净的 SF6气体在运行中受电弧发电或高温后会分解成单体的氟硫和氟硫化合物，电弧消失后又化合成稳定的 SF6气体。当气体中含有水分时，出现的氟硫化合物会与水反应生成腐蚀性能很强的氢氟酸和其他毒性很强的化学物质等，这些都会危及维护人员的安全，并且对 SF6断路器的绝缘材料或金属材料造成腐蚀，使绝缘劣化，严重时甚至会发生 SF6断路器爆炸。下面以 500kV从化换流站 500kV SF6断路器作为例子，进行了对 SF6气体微水超标原因分析，提出了对 SF6气体微水超标处理对策，并按照对策对 SF6气体微水超标进行处理。 2 缺陷的发现 500kV从化换流站交流场 500kV SF6断路器采用了西门子生产的 3AP2F1型 SF6断路器，它是运输到现场以后由施工单位对设备的本体与附件进行安装。安装完毕后对 SF6断路器进行抽真空与充 SF6气体。 SF6断路器充至额定压力静置 48小时后，调试人员进行对 SF6断路器气室内部 SF6气体微水测试发现 SF6气体微水为 220PPMS，此数据超过国家标准（注： SF6断路器 SF6气体微水国家标准为 150PPMS以下）。 二 sf6气体微水超标的原因，主要有以下六个方面 : 1、 sf6气体新气的水分不合格。造成新气不合格的原因，一是制气厂对新气检测不严格，二是运输过程中和存放环境不符合要求，三是存储时间过长。 2、断路器充入 sf6气体时带进水分。断路器充气时，工作人员不按有关规程和检修工艺操作要求进行操作，如充气时气瓶未倒立放置 ;管路、接口不干燥或装配时暴露在空气中的时间过长工等导致水分带进。 3、绝缘件带入的水分。厂家在装配前对绝缘未作干燥处理或干燥处理不合格。断路器在解体检修时，绝缘件暴露在空气中的时间过长而受潮。 4、吸附剂带入的水分。吸附剂对 sf6气体中水分和各种主要的分解物都具有较好的吸附能力，如果吸附剂活化处理时间短，没有彻底干燥，安装时暴露在空气中时间过长而受潮，吸附剂可能带入数量可观的水分。 5、透过密封件渗入的水分。在 sf6断路器中 sf6气体的压力比外界高 5倍，但外界的水分压力比内部高。例如，断路器的充气压力为 0.5mpa， sf6气体水分体积分数为 30×10-6，则水的压力为 0.5×30×10-6=0.015×10-3mpa，外界的温度为 20℃时，相对湿度 70，则水蒸气的饱和压力为 2.38×10-3×0.7=1.666×10-3mpa，所以外界水压力比内部水分高 1.666×10-3/0.015×10-3=111倍。而水分子呈 v形结构，其等效分子直径仅为 sf6分子的 0.7倍，渗透力极强，在内外巨大压差作用下，大气中的水分会逐渐通过密封件渗入断路器的 sf6气体中。 6、断路器的泄漏点渗入的水分。充气口、管路接头、法兰处渗漏、铝铸件砂孔等泄漏点，是水份渗入断路器内部的通道，空气中的水蒸气逐渐渗透到设备的内部，因为该过程是一个持续的过程，时间越长，渗入的水份就越多，由此进入 sf6气体中的水份占有较大的比例。 三 sf6气体含水量的控制措施 运行中的 sf6断路器，对于 sf6气体的微水量要求相当严格，因为它直接影响断路器的安全运行。如何降低运行中断路器的 sf6气体含水量，可采取如下措施 : 1、控制 sf6新气质量关。根据《安规》的规定， sf6新气应具有厂家名称、装灌日期、批号及质量检验单。新气到货后应按有关规定进行复核、检验，合格后方可使用。存放半年以上的新气，使用前要检验其微水量和空气，符合标准后方准使用。 2、控制绝缘件的处理关。绝缘件出厂时，如果没有进行特殊密封包装，安装前又未做干燥处理，则绝缘件在运行中所释放的水份将在气体含水量占有很大比重。因此绝缘件干燥处理完毕后立即进行密封包装，在安装现场未组装的绝缘件应存放在有干燥氮气的容器中。 3、控制密封件的质量关。采用渗透率小的密封件，加强断路器密封面的加工、组装的质量管理，保证密封良好。断路器法兰面及动密封都用双密封圈密封，一可加强密封效果，减少 sf6气体的漏气量，二可减少外界水分进入 sf6断路器中。 4、控制吸附剂的质量关。采用高效吸附剂，使用前进行活化处理，安装时尽量缩短暴露于大气中的时间，减少吸附剂自身带入的水分。 5、控制充气的操作关。应在晴朗干燥天气进行充气，并严格按照有关规程和检修工艺操作要求进行操作。充气的管子必须用聚四氟乙烯管，管子内部干燥，无油无灰尘，充气前用新的 sf6气体进行冲洗。 6、加强运行中 sf6气体检漏关。断路器在运行中，当发现压力表在同一温度下前后两次读数的差值达到 0.01-0.03mpa时应全面检漏，找出漏点。 7、加强运行中 sf6气体微水量的监视测量关。设备安装完毕充气 24h后，应进行 sf6气体微水量测量，设备通电后每三个月测量一次，直至稳定后，以后每一至三年检测一次微水量。对于微水量超过管理标准的应进行干燥处理。 通过以上七个环节的严格管理，可以控制 sf6断路器 sf6气体的微水量。
出版日期
2020年09月06日（中国Betway体育网页登陆平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
