淺談有關六氟化硫全封閉組合電器氣體檢測監督及維護

連三山 秦文麗

【摘 要】六氟化硫（SF6）全封閉組合電器（GIS）在我國電力系統中的應用越來越廣泛，建立運行中的氣體分析的有效手段，對此類電器設備進行監督管理顯得尤其重要。為此，結合黃石供電公司在實際工作中GIS運行中存在的問題和處理經驗，提出了SF6全封閉組合電器氣體監督檢測方面的建議，可為SF6全封閉組合電器的安全運行和監督提供參考。

【關鍵詞】全封閉組合電器（GIS）;六氟化硫（SF6）;氣體分析;監督檢測

1 前言

當前，隨著工業制造和人們的正常生活對供電系統提出了更高的需求，六氟化硫封閉式組合電器也得到了電力公司足夠的重視，由于六氟化硫有著非常優秀的絕緣性，因此六氟化硫封閉式組合電器在運行的過程中主要是通過六氟化硫化學物質達到絕緣目的的，使用六氟化硫生產的組合配電設備同普通組合配電設備相比，無論是在體積上，還是在占地面積上都更具有優勢，并且其有著非常長的檢測維護周期，即使在沿海地區和具有較多鹽霧地區運行同樣也不會受到較大的影響，正是六氟化硫封閉式組合電器有著這么多的優點，其一經問世就受到了人們的歡迎，當前已經得到了極為廣發的應用。

2 影響SF6組合電器內SF6氣體含水量幾個因素

充SF6氣體的斷路器和電器設備的穩定性和可靠性完全取決于SF6氣體的純潔度。如果純度受到破壞，例如混入了過量的水分、雜質及加工余屑和金屬粉末等，它的穩定性就會受到破壞，同時絕緣強度和滅弧能力也會大大降低，并分解出對人體有害的分解物。

2.1 SF6氣體含水量超標有以下幾個原因

SF6氣體新氣的水分不合格，氣體出廠質量不達標或在SF6充入設備時安裝工藝達不到要求而混入水分。2.水分來源于組合電器內的有機材料的影響。3.空氣中的水分通過密封墊圈滲入。這決定于密封墊圈的材料，結構以及外部部件的安裝是否緊密等。

2.2 吸附劑的影響

吸附劑可以部分地吸收組合電器內SF6氣體中的水分。用于SF6電器設備的吸附劑是多孔性物質，具有很強的吸附能力。在設備安裝和運行中存在有2個問題，一是在設備安裝過程中沒有安裝吸附劑，二是在將吸附劑裝進以后，因不可能隨時更換，存在一個吸附劑飽和后不起作用的問題。在這種情況下等于沒有吸附劑?；谝陨?個原因，SF6組合電器中水分增大就是其中的一個方面。

2.3 設備檢漏

SF6組合電器的水分超標與外部空氣中的潮氣進入有很大的關系，在設備充氣結束后和定期測試時，用靈敏度大于1ug/g氣體檢漏儀對設備的所有密封件，焊接面及管路接頭進行定性檢漏，查出漏點及時處理。

3 SF6組合電器日常維護的典型事例

110kV游家變電站GIS組合電器安裝一年后例行氣體濕度檢測中，發現不到1年的運行時間，帶滅弧室的氣室SF6氣體含水量有的超標嚴重SF6氣體含水量測試超標，經過間隔很短時間的2次復測，數據一樣基本無變化，在排除了人為和儀器的誤差，以及對密度繼電器的氣壓對比和檢漏無問題后，初步判斷是：1）含水量超標的氣室在安裝時抽真空的時間和用氮氣沖洗氣室的次數沒有達到安裝的工藝要求，氣室內有水分吸附在內壁及有機材料上沒有完全處理好，在短時間內水分測試合格，但經過教長的時間，溫度升高等因素的影響，吸附的水分和SF6氣體達到動態的溶解平衡，造成水分超標。2）吸附劑沒有安裝或吸附劑安裝后本身質量有問題而失效。

4 SF6氣體含水量的控制措施

1控制SF6新氣質量關;2控制絕緣件的處理關;3控制密封件的質量關;4控制吸附劑的質量關;5控制充氣的操作關;6加強運行中SF6氣體檢漏關;7加強運行中SF6氣體微水量的檢測關。要完全清除SF6組合電器SF6氣體的水分是不可能的，但是掌握SF6氣體微水超標的原因，采取相應的預防控制措施，減少SF6氣體中的水分，可以保證和提高GIS的安全運行可靠性。

5 六氟化硫氣體的質量監督與管理

5.1六氟化硫氣體試驗方法

根據遼寧省電力有限公司《輸變電設備狀態檢修試驗規程實施細則》，對新氣的驗收主要做水分含量的試驗。不僅新氣要做，而且充到SF6斷路器以后還要進行，他的實驗方法主要有三種：

5.1.1電解法

在一個容器中放入兩個用鉑金絲制成的電極，再在容器中加入濃磷酸，先將濃磷酸電解，生成P2O5，它有很強的吸水性，再將SF6通入其中，P2O5就將氣體中的水吸收出來，生成少量磷酸，再測量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.2阻容法

就是把一張鋁箔的一面氧化，使之生成一層致密的Al2O3膜，再在膜上加一層鋁箔，這就組成了一個電容，當SF6氣體流過其間時，Al2O3膜會吸收氣體中的水分，從而改變自身的介電常數，使這個電容的電容量發生微小的變化，通過測量這個變化量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.3露點法

就是有一個金屬的表面非常光潔的露鏡，它的背面有一個能夠制冷的裝置，測試時制冷裝置工作，給露鏡降溫，同時SF6氣體流過露鏡的鏡面，當露鏡的溫度下降到一定程度時，SF6氣體中的水分就會在露鏡上開始凝露，這個溫度就叫做露點，SF6氣體中含的水分越多，它的露點就越高，這樣就可以測出SF6氣體的含水量了。

5.2六氟化硫斷路器的現場檢查試驗

SF6斷路器在安裝完成后也要進行一系列的檢查試驗，除了常規的試驗項目外，對于SF6斷路器還要進行氣體中水分含量的測定和SF6氣體年漏氣率的測定。

5.2.1六氟化硫氣體檢漏方法

SF6氣體年漏氣率的測定方法主要有兩種，一種是扣罩法，一種是局部包扎法;扣罩法就是將整個的SF6斷路器都罩在其中，罩子中的容積是已知的，測定扣罩24小時后罩子中的SF6氣體的濃度，就可以計算出24小時內SF6斷路器泄漏出的SF6氣體的量，將這個量乘以365，再除以SF6斷路器中所充的SF6氣體的重量，就得到了SF6氣體的年漏氣率。

局部包扎法就是將SF6斷路器的每一個密封面都用塑料布包扎起來，在24小時后測量每個包扎部位的SF6氣體濃度，再用近似的方法算出SF6氣體的年漏氣率，甚至有些廠子只要求定性測量那些密封面是否漏氣就可以了;這種測量方法是很不準確的，在實際中沒有太大的意義，但是因為方法簡單，容易實現，所以現在基本上都采用這種方法。

5.3六氟化硫氣體中水分控制標準

國家標準規定：對于新安裝的SF6斷路器中的水分含量，則要求不大于150ppm（體積比），對于運行中的SF6斷路器，則要求不大于300ppm（體積比）;對于GIS，還有一個特殊的地方，就在于GIS中的某些氣室是沒有電弧的，如母線、CT、PT、避雷器等氣室，對于沒有電弧的氣室中的SF6氣體的水分含量，國標要求交接時不大于250ppm（體積比），運行時不大于500ppm（體積比），而對于有電弧的氣室，則按照斷路器的標準要求。

參考文獻：

[1]《六氟化硫氣體分析技術》朱芳菲等著;兵器工業出版社

[2]《電力用油與六氟化硫》 羅竹杰;中國電力出版社

[3]《國家電網公司設備狀態檢修規章制度和技術標準匯編》國家電網公司生技部;中國電力出版社

（作者單位：國網大寧縣供電公司）