浅谈有关六氟化硫全封闭组合电器气体检测监督及维护

连三山 秦文丽

【摘 要】六氟化硫（SF6）全封闭组合电器（GIS）在我国电力系统中的应用越来越广泛，建立运行中的气体分析的有效手段，对此类电器设备进行监督管理显得尤其重要。为此，结合黄石供电公司在实际工作中GIS运行中存在的问题和处理经验，提出了SF6全封闭组合电器气体监督检测方面的建议，可为SF6全封闭组合电器的安全运行和监督提供参考。

【关键词】全封闭组合电器（GIS）;六氟化硫（SF6）;气体分析;监督检测

1 前言

当前，随着工业制造和人们的正常生活对供电系统提出了更高的需求，六氟化硫封闭式组合电器也得到了电力公司足够的重视，由于六氟化硫有着非常优秀的绝缘性，因此六氟化硫封闭式组合电器在运行的过程中主要是通过六氟化硫化学物质达到绝缘目的的，使用六氟化硫生产的组合配电设备同普通组合配电设备相比，无论是在体积上，还是在占地面积上都更具有优势，并且其有着非常长的检测维护周期，即使在沿海地区和具有较多盐雾地区运行同样也不会受到较大的影响，正是六氟化硫封闭式组合电器有着这么多的优点，其一经问世就受到了人们的欢迎，当前已经得到了极为广发的应用。

2 影响SF6组合电器内SF6气体含水量几个因素

充SF6气体的断路器和电器设备的稳定性和可靠性完全取决于SF6气体的纯洁度。如果纯度受到破坏，例如混入了过量的水分、杂质及加工余屑和金属粉末等，它的稳定性就会受到破坏，同时绝缘强度和灭弧能力也会大大降低，并分解出对人體有害的分解物。

2.1 SF6气体含水量超标有以下几个原因

SF6气体新气的水分不合格，气体出厂质量不达标或在SF6充入设备时安装工艺达不到要求而混入水分。2.水分来源于组合电器内的有机材料的影响。3.空气中的水分通过密封垫圈渗入。这决定于密封垫圈的材料，结构以及外部部件的安装是否紧密等。

2.2 吸附剂的影响

吸附剂可以部分地吸收组合电器内SF6气体中的水分。用于SF6电器设备的吸附剂是多孔性物质，具有很强的吸附能力。在设备安装和运行中存在有2个问题，一是在设备安装过程中没有安装吸附剂，二是在将吸附剂装进以后，因不可能随时更换，存在一个吸附剂饱和后不起作用的问题。在这种情况下等于没有吸附剂。基于以上2个原因，SF6组合电器中水分增大就是其中的一个方面。

2.3 设备检漏

SF6组合电器的水分超标与外部空气中的潮气进入有很大的关系，在设备充气结束后和定期测试时，用灵敏度大于1ug/g气体检漏仪对设备的所有密封件，焊接面及管路接头进行定性检漏，查出漏点及时处理。

3 SF6组合电器日常维护的典型事例

110kV游家变电站GIS组合电器安装一年后例行气体湿度检测中，发现不到1年的运行时间，带灭弧室的气室SF6气体含水量有的超标严重SF6气体含水量测试超标，经过间隔很短时间的2次复测，数据一样基本无变化，在排除了人为和仪器的误差，以及对密度继电器的气压对比和检漏无问题后，初步判断是：1）含水量超标的气室在安装时抽真空的时间和用氮气冲洗气室的次数没有达到安装的工艺要求，气室内有水分吸附在内壁及有机材料上没有完全处理好，在短时间内水分测试合格，但经过教长的时间，温度升高等因素的影响，吸附的水分和SF6气体达到动态的溶解平衡，造成水分超标。2）吸附剂没有安装或吸附剂安装后本身质量有问题而失效。

4 SF6气体含水量的控制措施

1控制SF6新气质量关;2控制绝缘件的处理关;3控制密封件的质量关;4控制吸附剂的质量关;5控制充气的操作关;6加强运行中SF6气体检漏关;7加强运行中SF6气体微水量的检测关。要完全清除SF6组合电器SF6气体的水分是不可能的，但是掌握SF6气体微水超标的原因，采取相应的预防控制措施，减少SF6气体中的水分，可以保证和提高GIS的安全运行可靠性。

5 六氟化硫气体的质量监督与管理

5.1六氟化硫气体试验方法

根据辽宁省电力有限公司《输变电设备状态检修试验规程实施细则》，对新气的验收主要做水分含量的试验。不仅新气要做，而且充到SF6断路器以后还要进行，他的实验方法主要有三种：

5.1.1电解法

在一个容器中放入两个用铂金丝制成的电极，再在容器中加入浓磷酸，先将浓磷酸电解，生成P2O5，它有很强的吸水性，再将SF6通入其中，P2O5就将气体中的水吸收出来，生成少量磷酸，再测量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.2阻容法

就是把一张铝箔的一面氧化，使之生成一层致密的Al2O3膜，再在膜上加一层铝箔，这就组成了一个电容，当SF6气体流过其间时，Al2O3膜会吸收气体中的水分，从而改变自身的介电常数，使这个电容的电容量发生微小的变化，通过测量这个变化量，就可以得到SF6中的含水量了;

5.1.3露点法

就是有一个金属的表面非常光洁的露镜，它的背面有一个能够制冷的装置，测试时制冷装置工作，给露镜降温，同时SF6气体流过露镜的镜面，当露镜的温度下降到一定程度时，SF6气体中的水分就会在露镜上开始凝露，这个温度就叫做露点，SF6气体中含的水分越多，它的露点就越高，这样就可以测出SF6气体的含水量了。

5.2六氟化硫断路器的现场检查试验

SF6断路器在安装完成后也要进行一系列的检查试验，除了常规的试验项目外，对于SF6断路器还要进行气体中水分含量的测定和SF6气体年漏气率的测定。

5.2.1六氟化硫气体检漏方法

SF6气体年漏气率的测定方法主要有两种，一种是扣罩法，一种是局部包扎法;扣罩法就是将整个的SF6断路器都罩在其中，罩子中的容积是已知的，测定扣罩24小时后罩子中的SF6气体的浓度，就可以计算出24小时内SF6断路器泄漏出的SF6气体的量，将这个量乘以365，再除以SF6断路器中所充的SF6气体的重量，就得到了SF6气体的年漏气率。

局部包扎法就是将SF6断路器的每一个密封面都用塑料布包扎起来，在24小时后测量每个包扎部位的SF6气体浓度，再用近似的方法算出SF6气体的年漏气率，甚至有些厂子只要求定性测量那些密封面是否漏气就可以了;这种测量方法是很不准确的，在实际中没有太大的意义，但是因为方法简单，容易实现，所以现在基本上都采用这种方法。

5.3六氟化硫气体中水分控制标准

国家标准规定：对于新安装的SF6断路器中的水分含量，则要求不大于150ppm（体积比），对于运行中的SF6断路器，则要求不大于300ppm（体积比）;对于GIS，还有一个特殊的地方，就在于GIS中的某些气室是没有电弧的，如母线、CT、PT、避雷器等气室，对于没有电弧的气室中的SF6气体的水分含量，国标要求交接时不大于250ppm（体积比），运行时不大于500ppm（体积比），而对于有电弧的气室，则按照断路器的标准要求。

参考文献：

[1]《六氟化硫气体分析技术》朱芳菲等著;兵器工业出版社

[2]《电力用油与六氟化硫》 罗竹杰;中国电力出版社

[3]《国家电网公司设备状态检修规章制度和技术标准汇编》国家电网公司生技部;中国电力出版社

（作者单位：国网大宁县供电公司）