Sf6断路器气体微水超标原因及控制措施

黄豪杰

[摘要]阐述SF6断路器微水超标的危害性,分析SF6断路器微水超标的具体原因,并提出SF6断路器微水超标的拉制措施。

[关键词]SF6断路器微水超标原因分析措施

中图分类号:TM3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110019-01

一、引言

SF6断路器具有断口电压高、开断能力强、允许连续开断的次数较多、噪声低,而且断路器尺寸小、重量轻危险、容量大、维修周期长、技术经济指标先进。这些优点使传统的多油、少油、压缩空气断路器都无法与其相比,在高压开关领域中大部分采用该类型的断路器。但在运行中应加强SF6气体的水份管理,本文对SF6气体微水含量对断路器的影响、SF6气体中水份产生的原因及SF6断路器微水含量的控制措施进行了分析。

二、SF6气体微水超标的危害性

SF6气体是一种无色、无味、密度比空气重、不易与空气混和的惰性气体,对人体没有毒性。但是,通常在高压电弧的作用下,SF6气体会发生部分分解,而其分解产物往往含有剧毒,即便是微量,也能致人非命。SF6气体还具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受潮,那么耐压强度就会显着下降。110kV以上SF6断路器多是户外设备,当外界气温骤降时,SF6气体过量水分可能会凝结在固体介质表面而发生闪络或沿面放电引发事故,严重时造成电流互感器发生爆炸事故;当气体中的水分与SF6气体反应生成腐蚀性很强的氢氟酸、亚硫酸和其他毒性很强的化学物质,危及SF6断路器绝缘件、密封材料,造成腐蚀,使绝缘劣化,甚至发生设备爆炸,危及维护人员的生命安全。想完全清除SF6断路器内SF6气体的水分是不可能的,但是如果了解SF6气体中水分的来源,并且采取相应的检测分析和预防控制措施,还是可以减少SF6气体中的水分的,对气体绝缘设备的安全可靠性运行至关重要。

三、SF6气体微水超标的原因

(一)SF6气体新气含有的水分

造成新气不合格的原因:一是在生产制备和充装过程中,由于SF6在合成后要经过热解、水洗、碱洗、干燥吸附等多重工艺,进人SF6气体中的水分在出厂时未进行严格检测;二是运输过程和存放环境不符合要求;三是存储时间过长。从而造成SF6气体新气的含水量不合格。

(二)断路器充人SF6气体时带进水分

SF6断路器充装工艺不佳,抽真空工艺不良,管道接头等组件处理不彻底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等导致带进水分;装配时附着在设备腔中内壁上的水分不可能完全排除干净。从而导致断路器SF6气体含水量超标。

(三)绝缘件带入的水分

SF6断路器中的主要固体绝缘材料是环氧树脂浇注品。这些环氧树脂浇注品的含水量一般在0.1%-0.5%之间。虽然这些水分看似很少,但是这些固体绝缘材料中的水分运行过程中会逐步释放出来;在解体检修时,绝缘件暴露在空气中的时间过长而受潮。

(四)吸附剂带入的水分

吸附剂本身就是一种对水分具有较好的吸附能力的化学物品,对断路器中SF6气体的水分具有吸附作用,但是如果吸附剂活化处理时间短,又没有经过彻底干燥处理,另外在安装时又暴露在空气中时间过长,这些吸附剂可能带入危害安全运行的水分。

(五)密封件不良渗入水分

大气中的水汽通过设备密封渗透到设备内部,在SF6断路器中,SF6气体的压力比外界高几倍,但外界的水分压力比内部高。而且大气中水蒸汽分压力通常为设备中水分压力的几十倍,甚至几百倍,在这一压差作用下,大气中的水分会逐渐通过密封件渗人SF6断路器的SF6气体中。

(六)SF6断路器的泄漏点渗入的水分

SF6断路器如果存在泄漏点,如充气口、管路接头、法兰处渗漏等泄漏点,这些泄漏点就是水分渗入内部的通道,虽然空气中的水蒸汽含量很低,但是随着时间的推移,会逐渐渗透到设备的内部,时间越长水分就越多,从而达到危害断路器安全运行的程度。

四、SF6气体含水量的控制措施

由上面可以看出运行中的SF6断路器SF6气体的微水量的多少,对断路器安全运行尤其重要,它直接影响SF6断路器能否安全运行。下面介绍几种控制SF6断路器的SF6气体含水量的控制措施:

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。”因此为了保证断路器中的SF6气体的质量,在充人断路器之前应该按照我国的SF6气体新气的质量标准进行微水测试。确保新气体的质量关。

2.控制绝缘件的处理关。断路器用的绝缘件在经过干燥处理后,应立即进行密封包装。如果这些绝缘件出厂时,没有包装牢靠,安装前又未能彻底干燥处理,则绝缘件的水分将危害断路器的安全运行。为此应该控制绝缘件的处理关。

3.控制密封件的质量关。采用渗透率小的密封件,加强SF6断路器密封面的加工、组装的质量管理,保证密封良好。SF6断路器法兰面都用双密封圈密封,可加强密封效果,减少SF6断路器气体的漏气量,并且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,减少吸附剂自身带人的水分。

5.控制断路器组装时间和空气的相对湿度。尽量缩短现场断路器的组装时间,周围环境空气的相对湿度应不大于80%。

6.控制充气的操作关。SF6断路器充气,应选在晴朗干燥天气进行,并要严格按照有关规程规定要求充装。确保SF6断路器不因为充气的问题而带入水份。

7.加强运行中SF6气体检漏关。如果SF6断路器在运行中,当发出SF6气体压力低报警或在同一温度下前后两次读数的差值较大时应全面检漏,找出漏点,以防水份渗入。

8.加强运行中SF6气体微水量的监视测量关。新的SF6断路器在充气24h后,应测量SF6气体微水量,并要在断路器投运后,尽量每三个月测量一次,直至稳定后,按照规程规定测量含水量。

通过以上八个环节的严格管理,可以控制SF6断路器中SF6气体的微水量。任何一个环节处理不当都会导致SF6气体含水量超标。

五、结束语

SF6断路器是电力传输的重要设备,保证其安全可靠运行至关重要,但控制其含水量尤为重要。如果忽视对它的监测,供电可靠性将会受到影响。因此,对运行中SF6断路器微水的监测应该充分重视。