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SF6断路器的气体管理 【摘　要】介绍丹江口电厂220KV和110KV等级的SF6短路器在15年实际运行及检修时所遇到的常见问题，就是SF6气体的水份超标和气体泄漏故障，SF6中水份的含量是非常重要的指标，它不仅影响设备的绝缘性能，而且水份在电弧的作用下在气体中会分解出有毒和有害的低氧化物质对材料起腐蚀作用，直接影响短路器的可靠性。本文分析了SF6设备中水份的来源，SF6气体中水份对SF6开关装置的危害及SF6气体中微水监测和控制方法，用以指导SF6开关设备的安装、维护和检修工作。 【关键词】SF6气体；微水；监测；控制 　　丹江口电厂位于湖北省丹江口市境内，是汉江上游最大的水力发电厂，也是华中电网的一个骨干电厂，担负着电网繁重的调频、调峰、调相和事故备用任务，所以短路器长期频繁动作，短路器的可靠性直接影响华中电网的供电安全。近十五年来，丹江口电厂220KV开关站7台少油短路器6台空气短路器全部换成SF6短路器，其中7台是ABB高压开关设备有限公司生产的LTB245E1型SF6短路器，6台是西安高压开关厂生产的LW15-220型SF6短路器，110KV开关站12台开关有11台换成西门子高压开关有限公司生产的3AP1FG型SF6短路器，开关站的年故障率逐年下降。那么作为运行、检修人员如何作好SF6气体设备的运行维护、检修工作是一个突出问题，特别是运行了10年以上的设备，受现场环境、气候、条件等方面的制约，在现场要作好SF6开关设备的检修是相当困难的，检修人员一方面必须了解和掌握开关的结构，另一方面还必须熟悉和掌握试验标准、方法。在GB50150－91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》对SF6开关装置的试验除机械特性试验外，对现场的绝缘试验就是交流耐压，而由于受现场条件的限制，许多时候都是由厂家保证，开关设备并没有完全进行交流耐压试验，大多数情况是通过对SF6的微水控制和检漏来进行控制，可见SF6中微量水的含量是非常重要的指标，它不仅影响设备的绝缘性能，而且水份在电弧的作用下在气体中会分解出有毒和有害的低氧化物质对材料起腐蚀作用。 1　SF6设备中水份的主要来源 1.1 SF6新气或SF6电气设备中的运行气体都不可避免地含有微量的水份。SF6新气中的水份主要是生产过程中混入的，由于SF6在合成后，要经过热解、水洗、碱洗、干燥吸附等工艺，生产的环节多，难免不遗留少量水份。在向高压电器设备充气或补气时，这些水份会直接进入设备内部。另外SF6气瓶在长期存放过程中，如果气瓶密封不严，大气中水份会向内渗透，使SF6气体含水量增加。因此按规程规定，在充入SF6时对存放半年以上的气瓶，应复测水份含量。 1.2 SF6高压电器设备生产装置过程中混入的水份，高压电器设备在生产装配过程中，可能将空气中所含水份带到设备内部。虽然设备在组装完毕后要进行充高纯氮气、抽真空干燥处理，但附着在设备腔中内壁上的水份不可能完全排除干净。 另外SF6电气设备中的固体绝缘材料，主要是环氧树脂浇注品。这些环氧树脂的含水量一般在0．1％～0．5％之间，固体绝缘材料中的这些水分随时间延长可以逐步地释放出来。 1.3 大气中的水汽通过SF6电气设备密封薄弱环节渗透到设备内部， SF6高压电器设备由于人为控制设备内部气体湿度，所以设备内部气体含水量较低。内部水蒸气压很低，而大气中水蒸气压很高。在高温高湿的条件下，水分子会自动地从高压区向低压区渗透。外界气温越高、相对湿度越大，内外水蒸气压差就越大，大气中的水份透过设备密封薄弱环节进入设备的可能性就越大。由于SF6分子直径是4．56×10－10 m，水分子直径是3．2×10－6 m，SF6分子是球状，水分子为细长棒状，在内外水气压差大时，水分子是容易进入SF6气体，电厂丹27短路器经6年运行，测量时SF6气体微水达到830PPm，对开关进行定量检漏没有发现漏点，SF6气压正常，（所以不能简单的根据气压判断水份含量，要做定期测量）更换新鲜的SF6气体，24小时后测量微水为520PPm判断是灭弧室内的吸附剂饱和，打开灭弧室更换新的吸附剂F-03，处理密封面，抽真空达到1TOrr后，注入新鲜的SF6气体，24小时后测量微水为120PPm。 2　SF6气体中水份对SF6开关装置危害 2.1 SF6气体是非常稳定的，当温度低于500℃时一般不会自行分解，但当水份含量较高时，温度高于200℃时就可能产生水反应，会生成亚硫酸和氢氟酸（HF），它们都具有腐蚀性，可严重腐蚀设备。 2.2 SF6在电弧作用下可分解，由于水份的存在会加剧低氟化物的水解，生成氟化亚硫酰。且水份的增加会加速其反应。 2.3 SF6被电弧分解成原子态S和F的同时，触头蒸发出大量的金属Cu和W蒸汽，该蒸汽与SF6在高温下会发生反应，产生金属氟化物和