【內(nèi)容提要】 本文敘述了SF6氣體的特性及SF6電器運(yùn)行中易發(fā)生的各種故障和排除故障的有關(guān)技術(shù)，提出加強(qiáng)運(yùn)行管理，確保SF6電器安全運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】 加強(qiáng)維護(hù)SF6電器安全運(yùn)行
隨著創(chuàng)一流供電企業(yè)的深化，對(duì)變電站充油設(shè)備進(jìn)行無(wú)油改造是提高設(shè)備運(yùn)行水平的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。從九十年代初我局對(duì)滲漏嚴(yán)重的110kV少油開(kāi)關(guān)和110kV電流互感器及電壓互感器進(jìn)行了無(wú)油化改造，到今天已基本完成。為了保證SF6電器設(shè)備的安全運(yùn)行，經(jīng)過(guò)幾年的努力，我們不但熟悉了SF6電器設(shè)備的性能，還掌握了SF6電器設(shè)備的維護(hù)技能。
SF6是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒，不可燃的惰性氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，SF6具有良好的絕緣性能，SF6氣體的高絕緣強(qiáng)度是由鹵族化合物的負(fù)電性，即對(duì)電子的吸附能力造成的，在溫度103K以下產(chǎn)生SF6+e→SF6一反應(yīng)，生成負(fù)離子，使空間的自由電子減少，而負(fù)離子的活潑性差，抑制了空間游離過(guò)程的發(fā)展。擊穿不易形成，因此絕緣強(qiáng)度大大提高。
作為滅弧介質(zhì)，在高溫條件下工作，SF6更具優(yōu)越性能，這是因?yàn)镾F6分子質(zhì)量大、比熱大，對(duì)流傳熱能力優(yōu)于空氣與變壓器油相同。同時(shí)在高溫條件下氣體傳熱過(guò)程還多了一個(gè)反應(yīng)能的傳遞，即由于質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散，流動(dòng)攜帶電離或分解能在空間形成傳熱對(duì)熄弧過(guò)程十分有利。另方面開(kāi)關(guān)SF6壓力對(duì)滅弧能力影響很大，在額定的SF6壓力下開(kāi)關(guān)滅弧能力最好。
雖然SF6具有優(yōu)良的滅弧和絕緣性能，但在高溫條件下，有H2O、Cu、W等其它成分參與下產(chǎn)生金屬氟化
物和硫的低氟化物，其反應(yīng)如下：
4SF6+2Cu+W→2SF6+2CuF2+WF6+2SF2
SF6+H2O→SOF2+2HF
SOF2+H2O→SO2十2HF
這些分解物中HF、SO2、SF2、SF4等對(duì)絕緣材料，金屬材料都有很大腐蝕作用，SF6的水解會(huì)產(chǎn)生腐蝕性和有毒性。因此控制SF6氣體中的含水量是氣體質(zhì)量控制的主要指標(biāo)，國(guó)際電工協(xié)會(huì)(1EC)規(guī)定SF6新氣中水分含量不得高于15PPm(重量比)。
從上述分析要保證SF6電器的安全運(yùn)行，重要的是監(jiān)視SF6電器SF6氣體壓力和監(jiān)測(cè)SF6氣體的含水量。
對(duì)SF6氣體壓力監(jiān)視靠壓力表，它有額定值，報(bào)警值和閉鎖值。當(dāng)運(yùn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)氣壓下降年漏率大于或等于1%時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢漏。檢漏分定性檢漏和掛瓶定量檢漏。定性檢漏其目的在于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝中局部安裝不當(dāng)造成的明顯漏點(diǎn)，部位包括聯(lián)接座內(nèi)拉桿、氣管焊口本體，密度繼電器和氣壓表接頭連接密封處。檢漏方法是使用檢漏儀探槍離被測(cè)量點(diǎn)1—2mm緩慢移動(dòng)。若檢漏儀上指針?lè)€(wěn)定狀態(tài)下基本不動(dòng)，即為合格。如若認(rèn)為有殘留氣體，應(yīng)采用吹風(fēng)驅(qū)趕1小時(shí)后繼續(xù)測(cè)量。定性檢漏發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)可采用局部氣扎法進(jìn)行定量檢查。如果斷路器的年漏率不大于1%即為合格。發(fā)現(xiàn)漏氣超標(biāo)就應(yīng)進(jìn)行密封處理，直至合格為止。
若SF6氣壓低于報(bào)警值時(shí)，除進(jìn)行檢漏查出漏氣并進(jìn)行密封處理外還要進(jìn)行氣體補(bǔ)充，補(bǔ)充氣體需要一瓶有足夠氣體且合格的SF6氣瓶、減壓閥、充氣管道、與開(kāi)關(guān)接頭配套的自動(dòng)化接頭，精確壓力表、溫、濕度計(jì)和電吹風(fēng)，充氣前利用高純氮?dú)獯迪锤稍?，溫度?jì)放置在被充氣設(shè)備附近，以確定其環(huán)境溫度、濕度。將氣瓶、減壓閥、連接管道及自動(dòng)化充氣接頭裝配好，暫不與開(kāi)關(guān)連接，打開(kāi)瓶閥，緩慢開(kāi)啟減壓閥并將管道另一端的自動(dòng)充氣接頭打開(kāi)，注意排放氣體時(shí)略抬高自動(dòng)充氣接頭使空氣被排出。然后將管道抽真空、真空度達(dá)133Pa時(shí)繼續(xù)抽30分鐘，打開(kāi)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)充氣接頭蓋，用電吹風(fēng)進(jìn)行吹風(fēng)干燥處理，將充氣裝置的自動(dòng)充氣接頭與開(kāi)關(guān)的自動(dòng)充氣接頭連接起來(lái)，打開(kāi)SF6氣瓶閥，緩慢開(kāi)啟減壓閥進(jìn)行充氣，注意使SF6氣瓶瓶口低于瓶體，進(jìn)行液相補(bǔ)氣，減少瓶?jī)?nèi)水分進(jìn)人開(kāi)關(guān)，觀察減壓閥的壓力表讀數(shù)，一旦達(dá)到已確定壓力值應(yīng)立即停止充氣，SF6氣體壓力與環(huán)境溫度查曲線決定，拆下充氣裝置自動(dòng)充氣接頭、管道，充氣結(jié)束。
對(duì)SF6氣體水分監(jiān)測(cè)可采取定期進(jìn)行。水分監(jiān)測(cè)一定要在晴天進(jìn)行。我局使用冷凝點(diǎn)法測(cè)量SF6氣體中的水分，被測(cè)設(shè)備與微量水分測(cè)量?jī)x器使用專用接頭和管路連接。儀器操作要仔細(xì)按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行緩慢開(kāi)啟設(shè)備閥門(mén)，仔細(xì)調(diào)節(jié)壓力和流量，在測(cè)量過(guò)程中要保持測(cè)量流量的穩(wěn)定，采用光電測(cè)方式測(cè)量時(shí)可直接得出露點(diǎn)值，用測(cè)得的露點(diǎn)可以進(jìn)行測(cè)量單位之間的核算。
Kv=Pw/Pt×l06
Pw=Kv ×l06
式中：Pw——在測(cè)量露點(diǎn)下水的蒸汽壓(pa)
Pt---整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的總壓力(pa)
Kv---以體積表示的水分含量(×l0－6)
Kw---以重量表示的水分子含量(×l0－6)
Mw——水分子的分子量
Mt——測(cè)試氣體的分子量
【關(guān)鍵詞】 加強(qiáng)維護(hù)SF6電器安全運(yùn)行
隨著創(chuàng)一流供電企業(yè)的深化，對(duì)變電站充油設(shè)備進(jìn)行無(wú)油改造是提高設(shè)備運(yùn)行水平的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。從九十年代初我局對(duì)滲漏嚴(yán)重的110kV少油開(kāi)關(guān)和110kV電流互感器及電壓互感器進(jìn)行了無(wú)油化改造，到今天已基本完成。為了保證SF6電器設(shè)備的安全運(yùn)行，經(jīng)過(guò)幾年的努力，我們不但熟悉了SF6電器設(shè)備的性能，還掌握了SF6電器設(shè)備的維護(hù)技能。
SF6是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒，不可燃的惰性氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，SF6具有良好的絕緣性能，SF6氣體的高絕緣強(qiáng)度是由鹵族化合物的負(fù)電性，即對(duì)電子的吸附能力造成的，在溫度103K以下產(chǎn)生SF6+e→SF6一反應(yīng)，生成負(fù)離子，使空間的自由電子減少，而負(fù)離子的活潑性差，抑制了空間游離過(guò)程的發(fā)展。擊穿不易形成，因此絕緣強(qiáng)度大大提高。
作為滅弧介質(zhì)，在高溫條件下工作，SF6更具優(yōu)越性能，這是因?yàn)镾F6分子質(zhì)量大、比熱大，對(duì)流傳熱能力優(yōu)于空氣與變壓器油相同。同時(shí)在高溫條件下氣體傳熱過(guò)程還多了一個(gè)反應(yīng)能的傳遞，即由于質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散，流動(dòng)攜帶電離或分解能在空間形成傳熱對(duì)熄弧過(guò)程十分有利。另方面開(kāi)關(guān)SF6壓力對(duì)滅弧能力影響很大，在額定的SF6壓力下開(kāi)關(guān)滅弧能力最好。
雖然SF6具有優(yōu)良的滅弧和絕緣性能，但在高溫條件下，有H2O、Cu、W等其它成分參與下產(chǎn)生金屬氟化
物和硫的低氟化物，其反應(yīng)如下：
4SF6+2Cu+W→2SF6+2CuF2+WF6+2SF2
SF6+H2O→SOF2+2HF
SOF2+H2O→SO2十2HF
這些分解物中HF、SO2、SF2、SF4等對(duì)絕緣材料，金屬材料都有很大腐蝕作用，SF6的水解會(huì)產(chǎn)生腐蝕性和有毒性。因此控制SF6氣體中的含水量是氣體質(zhì)量控制的主要指標(biāo)，國(guó)際電工協(xié)會(huì)(1EC)規(guī)定SF6新氣中水分含量不得高于15PPm(重量比)。
從上述分析要保證SF6電器的安全運(yùn)行，重要的是監(jiān)視SF6電器SF6氣體壓力和監(jiān)測(cè)SF6氣體的含水量。
對(duì)SF6氣體壓力監(jiān)視靠壓力表，它有額定值，報(bào)警值和閉鎖值。當(dāng)運(yùn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)氣壓下降年漏率大于或等于1%時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢漏。檢漏分定性檢漏和掛瓶定量檢漏。定性檢漏其目的在于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝中局部安裝不當(dāng)造成的明顯漏點(diǎn)，部位包括聯(lián)接座內(nèi)拉桿、氣管焊口本體，密度繼電器和氣壓表接頭連接密封處。檢漏方法是使用檢漏儀探槍離被測(cè)量點(diǎn)1—2mm緩慢移動(dòng)。若檢漏儀上指針?lè)€(wěn)定狀態(tài)下基本不動(dòng)，即為合格。如若認(rèn)為有殘留氣體，應(yīng)采用吹風(fēng)驅(qū)趕1小時(shí)后繼續(xù)測(cè)量。定性檢漏發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)可采用局部氣扎法進(jìn)行定量檢查。如果斷路器的年漏率不大于1%即為合格。發(fā)現(xiàn)漏氣超標(biāo)就應(yīng)進(jìn)行密封處理，直至合格為止。
若SF6氣壓低于報(bào)警值時(shí)，除進(jìn)行檢漏查出漏氣并進(jìn)行密封處理外還要進(jìn)行氣體補(bǔ)充，補(bǔ)充氣體需要一瓶有足夠氣體且合格的SF6氣瓶、減壓閥、充氣管道、與開(kāi)關(guān)接頭配套的自動(dòng)化接頭，精確壓力表、溫、濕度計(jì)和電吹風(fēng)，充氣前利用高純氮?dú)獯迪锤稍?，溫度?jì)放置在被充氣設(shè)備附近，以確定其環(huán)境溫度、濕度。將氣瓶、減壓閥、連接管道及自動(dòng)化充氣接頭裝配好，暫不與開(kāi)關(guān)連接，打開(kāi)瓶閥，緩慢開(kāi)啟減壓閥并將管道另一端的自動(dòng)充氣接頭打開(kāi)，注意排放氣體時(shí)略抬高自動(dòng)充氣接頭使空氣被排出。然后將管道抽真空、真空度達(dá)133Pa時(shí)繼續(xù)抽30分鐘，打開(kāi)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)充氣接頭蓋，用電吹風(fēng)進(jìn)行吹風(fēng)干燥處理，將充氣裝置的自動(dòng)充氣接頭與開(kāi)關(guān)的自動(dòng)充氣接頭連接起來(lái)，打開(kāi)SF6氣瓶閥，緩慢開(kāi)啟減壓閥進(jìn)行充氣，注意使SF6氣瓶瓶口低于瓶體，進(jìn)行液相補(bǔ)氣，減少瓶?jī)?nèi)水分進(jìn)人開(kāi)關(guān)，觀察減壓閥的壓力表讀數(shù)，一旦達(dá)到已確定壓力值應(yīng)立即停止充氣，SF6氣體壓力與環(huán)境溫度查曲線決定，拆下充氣裝置自動(dòng)充氣接頭、管道，充氣結(jié)束。
對(duì)SF6氣體水分監(jiān)測(cè)可采取定期進(jìn)行。水分監(jiān)測(cè)一定要在晴天進(jìn)行。我局使用冷凝點(diǎn)法測(cè)量SF6氣體中的水分，被測(cè)設(shè)備與微量水分測(cè)量?jī)x器使用專用接頭和管路連接。儀器操作要仔細(xì)按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行緩慢開(kāi)啟設(shè)備閥門(mén)，仔細(xì)調(diào)節(jié)壓力和流量，在測(cè)量過(guò)程中要保持測(cè)量流量的穩(wěn)定，采用光電測(cè)方式測(cè)量時(shí)可直接得出露點(diǎn)值，用測(cè)得的露點(diǎn)可以進(jìn)行測(cè)量單位之間的核算。
Kv=Pw/Pt×l06
Pw=Kv ×l06
式中：Pw——在測(cè)量露點(diǎn)下水的蒸汽壓(pa)
Pt---整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的總壓力(pa)
Kv---以體積表示的水分含量(×l0－6)
Kw---以重量表示的水分子含量(×l0－6)
Mw——水分子的分子量
Mt——測(cè)試氣體的分子量
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