浅谈GIS设备SF6微水超标原因及预控措施.docVIP

精品论文 参考文献 浅谈GIS设备SF6微水超标原因及预控措施 潘政1 李金2 　　（华能澜沧江水电有限公司漫湾水电厂 云南临沧 675805） 　　摘要：分析了水分对GIS设备及SF6气体的影响，并对GIS设备SF6气体微水超标原因进行分析，提出防止GIS设备SF6气体微水超标的预控措施。 　　关键字：GIS、六氟化硫、微水、控制 　　Abstract: analysis of the effects of moisture content of GIS equipment and SF6 gas, and of GIS equipment SF6 gas micro water content exceeding the reason analysis, proposed to prevent the GIS equipment SF6 gas micro water content exceeding the pre control measures. 　　Keywords: GIS, six fluoride, micro water, control 　　引言 　　六氟化硫（SF6）气体常温常压下为无色、无味、无臭、无毒的不可燃气体，化学性质稳定。SF6气体还具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。随着超高压输配电技术的发展，SF6凭借其较高的介电强度和优良的灭电弧性能，广泛用于GIS设备、大容量变压器、高压电缆等设备作为绝缘材料。但是，如果SF6气体中存在水分，将对SF6的化学性能及电气绝缘性能造成不良的影响，严重威胁设备安全、稳定运行。 　　1、水分对SF6气体及GIS设备的危害 　　在大电流开断时由于强烈的放电条件，SF6会分解成离子和原子团，而在放电过程终了时，其中大部分又会重新复合成SF6。但是，其中一部分会生成有害的低氟化物。这些物质的反应能力极强，当有水分和氧气存在时，这些分解产物又会与电极材料、水分等进一步反应生成组分十分复杂的多种化合物，将造成设备内部有机绝缘材料的性能劣化或金属的腐蚀，致使设备绝缘性能下降。 　　当设备中的水分含量较高时，在温度高于200℃就可能发生水解反应，生成SO2和HF。SO2可进一步与H2O反应生成亚硫酸。氢氟酸和亚硫酸都具有腐蚀性，可严重腐蚀电气设备。SF6气体中的水分会加剧低氟化物的水解。电弧高温可达5000~10000℃以上，在这样的高温下，SF6可分解成原子态的硫和氟。电弧熄灭后，S、F原子重新结合成SF6，但其中仍有一部分结合不完全而生成低氟化物。 由于水分的存在，低氟化物可进一步水解生成氟化亚硫酸。SF6气体分解产物的水解反应会阻碍SF6气体分解产物的复合，降低SF6气体介质恢复强度，从而降低SF6气体的绝缘强度和灭弧能力。 　　SF6气体分解产物水解后产生的物质对人体有着毒害作用。这些有毒物质主要损害人体的呼吸系统，中毒后出现类似感冒、皮肤过敏、恶心、疲劳等不良反应，吸入剂量大时，会出现更加严重的后果。 　　SF6气体中的水分主要以水蒸气的形式存在，当水分含量超过一定值，且温度下降时，过多的水蒸气便会凝结成露，附着在设备绝缘件及导电部件表面，引起沿面放电，导致击穿电压显著下降，在、严重时引起设备击穿事故的发生。 　　2、GIS设备SF6气体微水超标的原因 　　造成GIS设备SF6气体水分含量超标的原因主要有以下几个方面： 　　（1）SF6新气中本身含有水分 　　SF6新气或SF6电气设备中运行的气体都不可避免的含有微量水分。SF6新气中的水分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，生产环节多，难免会遗留少量水分。其次，SF6气瓶在场时间的存放过程中，若储存环境不符合要求，气瓶的密封不好的话，大气中的水分会直接向气瓶内部渗透，导致水分含量增加。 　　（2）大气中的水分经由GIS设备密封薄弱环节渗透到设备内 　　GIS设备在长期运行过程中，不可避免的会有部分SF6气体往外泄露，同时设备内部的水分含量也会增加，这是因为设备内外水蒸气的相对压差导致的。虽然设备内部的压力高外部压力，但因设备内SF6气体中水蒸气分压力小于设备外部的水蒸气分压力，由此导致水蒸气由设备外部向其内部渗透。例如当环境温度为20℃，相对湿度为85%时，水蒸气饱和压力为2.33times;10-3MPa，则此时水蒸气分压力为： 　　2.33times;10-3times;0.85=1.98times;10-3MPa 　　当设备内SF6气体压力为0.6MPa，水分含量为300ppm时，设备内部水蒸气分压力为：