SF6断路器的状态检测

宋东 辛双飞 曾祥宇

摘要：SF6断路器是电力系统中的重要设备本文简要的介绍了SF6断路器检测时产生的误解、水分SF6断路器的危害，温度对SF6断路器中水分含量影响及关系。

关键词：SF6断路器漏气；水分；温度

随着SF6断路器在电力系统中特别是在高压开关中代替绝缘油为绝缘介质的断路器，我们对绝缘油的重点检测也转变成了对SF6气体的重点检测。近期国家电网要求对高压电气设备进行状态监修，我们也针对SF6断路器进行了对应的状态监测.

SF6断路器的状态检测主要有SF6断路器内在气体泄漏的检测、SF6微水含量测试、SF6化合物检测等。其中SF6断路器内在气体漏气，是SF6断路器致命的缺陷，所以其密封性能是考核SF6断路器质量的关键性能指标之一，这对于保证SF6断路器的安全运行和人身安全都有重要意义。我们知道SF6气体的密度直接影响高压断路器的绝缘性能和灭弧性能，如果SF6断路器内在气体漏气，一切都将成为空谈。SF6气体检漏在线检测主要是SF6气体密度检测器，当前使用的SF6气体密度检测装置是由压力传感器和温度传感器组成。线下主要是用SF6气体检漏仪来检测SF6断路器是否漏气。SF6气体检漏仪大都有探头和传感器构成，也可分定性测量和定量测量。使用SF6气体检漏仪对SF6气体检定是是否漏气是我们的重要工作。

在这里有一个很大的误区，有些人认为只要SF6不漏气水分也不会进入到SF6断路器的内，不漏气就不用进行检测SF6的微水等檢测，这是一个错误的理解，我们一定要弄明白这件事情。让我们分析一下为什么SF6不漏气水分也不会进入到SF6断路器的内是一个错误的理解。在SF6断路器中内部的SF6气体压力虽然比大气压大，但只要设备存在漏点，空气的水份会缓慢的渗入到设备内部，这是断路器内部的水分分压大大小于大气中的水份分压所致。

断路器内部的水分分压：P1=P总×N1

大气中水分的分压：P2= P0×N2 其式中：

P总——SF6断路器内部气体的绝对压力

P0——大气压力

N1——SF6断路器内部的水分子分子数

N2——大气中水分子的分子数

由于SF6设备中要求其气体的水分含量很低，仅为几百个vL/L；而大气中的水份含量高，一般为1～4%，因此：N2 >>N1，所以P2 >>P1。即断路器内部的水分分压大大小于大气中的水份分压，所以即使不漏气 那种认为SF6设备内部压力高，即使漏气，水分也不会进入设备的观点是错误的，这也是要求在水分测量时，连接管路应密封不漏的原因所在。

我们只有弄明白这个道理，即SF6即使不漏气水分也会进入到SF6断路器的内部，才能在以后的测试中有正确的认识。

SF6断路器受到运行方式的限制，断路器的检测如交流耐压试验无法进行，尤其是运行中的SF6断路器，在很多情况之下都是通过对SF6气体的微水含量以及检漏来对其进行控制，由此可见， SF6气体中微水的含量是一项极其重要的指标，这项指标不单单影响到了断路器的绝缘性能，对于SF6断路器的安全运行也起到了十分重要的作用。

高压断路器对SF6的含水量有严格的要求。这是因为当气体含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体在电弧作用下被分解，SF6气体与水分产生多种水解反应，产生WO3、CuF2、WOF4等粉末状绝缘物，其中CuF2有强烈的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，HF、H2SO3等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作用，缩短了设备寿命。含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多化合物，影响SF6气体的纯度，减少SF6气体介质复原数量，还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响。含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合物WO2、SOF4、SO2F2、SOF2、SO2等，这些化合物均为有毒有害物质，而SOF2、SO2的含量会随水分增加而增加，直接威胁人身健康，因此对SF6设备中气体水分含量必须严格监测、控制，这是运行监督的一项重要工作内容。

要准确的监测SF6设备中气体水分的含量，首先要了解水分存在的方式及我们所测量的水分范围。SF6设备气体水份数值与环境温度有密切的关系.下列是我们实测的一组数据对比：如表

从图中可看出温度对SF6测量值的影响，不同的温度下SF6水分含量的测量值也是不同，这是因为SF6断路器中的水分主要以两种形式存在：一种是SF6气体中以自由气体形式存在，即存在于SF6断路器灭弧室的气相中；另一种是吸附在断路器的内表面设备内的绝缘材料及设备内部装填的吸附剂上，即存在于固相中。

在SF6断路器中，水分存在的形式依环境温度，始终处于一个动态平衡转移过程中，即当温度降低时，气相中的水分会向固相中所占的比例上升。反之，当温度升高时，则出现相反的情况。而在SF6设备内气体的水分测试中；测得的只是设备内气相中的水分，因此对同一台SF6设备水分的实际测试中，夏天的测试数值远远大于冬天的测试数值。明白了这些就明白了表中夏季和冬季SF6微水的测试值差别这么大了。

所以SF6设备内气体中的水分数值受温度影响较大所以在测量SF6设备内气体的水分时，必须同时测定和记录环境温度，并在分析报告中给于注明，以使监督人员分析设备绝缘状况时参考。

综上所述：SF6断路器的检测SF6气体检测重点检测项目，在测量时首先要对SF6气体的特性有正确的认识，这样才能对SF6气体进行正确的测量，以避免测量中错误的行为。在测量

SF6气体中水分含量时不能只看水分的含量值，还应明白他与温度的关系。

参考文献：电气设备状态检测