李波

（瓦房店高壓開(kāi)關(guān)有限公司，遼寧 瓦房店 116300）

1 引言

SF6斷路器具有斷口電壓高、開(kāi)斷能力、允許連續(xù)開(kāi)斷的次數(shù)較多，噪聲低和無(wú)火花危險(xiǎn)，而且斷路器尺寸小、重量輕、容量大、不需要維修或少維修。這些優(yōu)點(diǎn)使傳統(tǒng)的油斷路器和壓縮空氣斷路器無(wú)法與其相比，在超高壓領(lǐng)域中幾乎全部取代了其他類型斷路器；另外在中壓配電方面，SF6斷路器具有在開(kāi)斷容性電流時(shí)不重燃，以及開(kāi)斷感性電流時(shí)不產(chǎn)生過(guò)電壓等優(yōu)點(diǎn)，正逐步取代其他類型的斷路器。SF6斷路器的優(yōu)良性能得益于SF6氣體良好的滅弧特性。SF6是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，不可燃的惰性氣體，具有優(yōu)異的冷卻電弧特性，介電強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的絕緣氣體。在均勻電場(chǎng)下，SF6的介質(zhì)強(qiáng)度為同一氣壓下空氣的2.5～3倍，在4個(gè)大氣壓，其介質(zhì)電強(qiáng)度與變壓器油相當(dāng)。由于SF6的介質(zhì)強(qiáng)度高，對(duì)相同電壓級(jí)和開(kāi)斷電流相近的斷路器，SF6的串聯(lián)斷口要少。一是因?yàn)镾F6的分子量大，比熱大，其對(duì)流的傳熱能力優(yōu)于空氣；二是SF6在高溫下的分解特性，在分解反應(yīng)過(guò)程中吸收能量。SF6這種優(yōu)良導(dǎo)熱性能，是形成SF6滅弧性能的原因之一；另外，SF6吸附自由電子而形成負(fù)離子的現(xiàn)象也是其成為優(yōu)良滅弧介質(zhì)的原因。

2 SF6氣體微水超標(biāo)的危害性

常態(tài)下，SF6氣體無(wú)色無(wú)味，有良好的絕緣性能和滅弧性能，一旦大氣中的水分浸入或固體介質(zhì)表面受潮，則電氣強(qiáng)度會(huì)顯著下降。斷路器是戶外設(shè)備，當(dāng)氣溫驟降時(shí)，SF6氣體過(guò)量水可能會(huì)凝結(jié)在固體介質(zhì)表面而發(fā)生閃絡(luò)，嚴(yán)重時(shí)造成斷路器發(fā)生爆炸事故。純凈SF6氣體，在運(yùn)行中，受電弧放電或高溫后，會(huì)分解成單體的氟、硫和氟硫化合物，電弧消失后會(huì)又化合成穩(wěn)定的SF6氣體。當(dāng)氣體中含有水分時(shí)，出現(xiàn)的氟硫化合物會(huì)與水反應(yīng)生成腐蝕性很強(qiáng)的氫氟酸、硫酸和其他毒性很強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)等，危及維護(hù)人員的生命安全，對(duì)斷路器的絕緣材料或金屬材料造成腐蝕，使絕緣劣化，甚至發(fā)生設(shè)備爆炸。

要完全清除SF6斷路器內(nèi)SF6氣體的水分是不可能的，但是掌握SF6氣體微水超標(biāo)的原因，采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，減少SF6氣體中的水分，可以保證和提高斷路器的安全運(yùn)行可靠性。

3 SF6氣體微水超標(biāo)的原因分析

SF6氣體微水超標(biāo)的原因，主要有以下六個(gè)方面:

（1）SF6氣體新氣的水分不合格。造成新氣不合格的原因，一是制氣廠對(duì)新氣檢測(cè)不嚴(yán)格；二是運(yùn)輸過(guò)程中和存放環(huán)境不符合要求；三是存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

（2）斷路器充入SF6氣體時(shí)帶進(jìn)水分。斷路器充氣時(shí)，工作人員不按有關(guān)規(guī)程和檢修工藝操作要求進(jìn)行操作，如充氣時(shí)氣瓶未倒立放置；管路、接口不干燥或裝配時(shí)暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)工等導(dǎo)致水分帶進(jìn)。

（3）絕緣件帶入的水分。廠家在裝配前對(duì)絕緣未作干燥處理或干燥處理不合格。斷路器在解體檢修時(shí)，絕緣件暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而受潮。

（4）吸附劑帶入的水分。吸附劑對(duì)SF6氣體中水分和各種主要的分解物都具有較好的吸附能力，如果吸附劑活化處理時(shí)間短，沒(méi)有徹底干燥，安裝時(shí)暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而受潮，吸附劑可能帶入數(shù)量可觀的水分。

（5）透過(guò)密封件滲入的水分。在SF6斷路器中SF6氣體的壓力比外界高5倍，但外界的水分壓力比內(nèi)部高。例如，斷路器的充氣壓力為0.5MPa，SF6氣體水分體積分?jǐn)?shù)為30×10－6，則水的壓力為0.5×30 ×10－6=0.015 ×10－3MPa，外界的溫度為 20℃時(shí)，相對(duì)濕度70，則水蒸氣的飽和壓力為2.38×10－3×0.7=1.666 ×10－3MPa，所以外界水壓力比內(nèi)部水分高1.666×10－3/0.015×10－3=111倍。而水分子呈 v形結(jié)構(gòu)，其等效分子直徑僅為SF6分子的0.7倍，滲透力極強(qiáng)，在內(nèi)外巨大壓差作用下，大氣中的水分會(huì)逐漸通過(guò)密封件滲入斷路器的SF6氣體中。

（6）斷路器的泄漏點(diǎn)滲入的水分。充氣口、管路接頭、法蘭處滲漏、鋁鑄件砂孔等泄漏點(diǎn)，是水份滲入斷路器內(nèi)部的通道，空氣中的水蒸氣逐漸滲透到設(shè)備的內(nèi)部，因?yàn)樵撨^(guò)程是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，時(shí)間越長(zhǎng)，滲入的水份就越多，由此進(jìn)入SF6氣體中的水份占有較大比重。

4 SF6氣體含水量的控制措施

運(yùn)行中的SF6斷路器，對(duì)于SF6氣體的微水量要求相當(dāng)嚴(yán)格，因?yàn)樗苯佑绊憯嗦菲鞯陌踩\(yùn)行。如何降低運(yùn)行中斷路器的SF6氣體含水量，可采取如下措施:

（1）控制SF6新氣質(zhì)量關(guān)。根據(jù)《安規(guī)》的規(guī)定，SF6新氣應(yīng)具有廠家名稱、裝灌日期、批號(hào)及質(zhì)量檢驗(yàn)單。新氣到貨后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)核、檢驗(yàn)，合格后方可使用。存放半年以上的新氣，使用前要檢驗(yàn)其微水量和空氣，符合標(biāo)準(zhǔn)后方準(zhǔn)使用。SF6氣瓶放置在陰涼干燥、通風(fēng)良好地方，防潮防曬，并不得有水分或油污粘在閥門上，未經(jīng)檢驗(yàn)合格的SF6新氣氣瓶和已檢驗(yàn)合格的氣體氣瓶應(yīng)分別存放，以免誤用。為了保證SF6氣體新氣的質(zhì)量和純度，充入斷路器之前進(jìn)行微水測(cè)試，并要符合我國(guó)的SF6氣體新氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）控制絕緣件的處理關(guān)。絕緣件出廠時(shí)，如果沒(méi)有進(jìn)行特殊密封包裝，安裝前又未做干燥處理，則絕緣件在運(yùn)行中所釋放的水份將在氣體含水量占有很大比重。因此絕緣件干燥處理完畢后立即進(jìn)行密封包裝，在安裝現(xiàn)場(chǎng)未組裝的絕緣件應(yīng)存放在有干燥氮?dú)獾娜萜髦小?/p>

（3）控制密封件的質(zhì)量關(guān)。采用滲透率小的密封件，加強(qiáng)斷路器密封面的加工、組裝的質(zhì)量管理，保證密封良好。斷路器法蘭面及動(dòng)密封都用雙密封圈密封，一可加強(qiáng)密封效果，減少SF6氣體的漏氣量，二可減少外界水分進(jìn)入SF6斷路器中。

（4）控制吸附劑的質(zhì)量關(guān)。采用高效吸附劑，使用前進(jìn)行活化處理，安裝時(shí)盡量縮短暴露于大氣中的時(shí)間，減少吸附劑自身帶入的水分。

（5）控制充氣的操作關(guān)。應(yīng)在晴朗干燥天氣進(jìn)行充氣，并嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程和檢修工藝操作要求進(jìn)行操作。充氣的管子必須用聚四氟乙烯管，管子內(nèi)部干燥，無(wú)油無(wú)灰塵，充氣前用新的SF6氣體進(jìn)行沖洗。

（6）加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體檢漏關(guān)。斷路器在運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓力表在同一溫度下前后兩次讀數(shù)的差值達(dá)到0.01～0.03MPa時(shí)應(yīng)全面檢漏，找出漏點(diǎn)。

（7）加強(qiáng)運(yùn)行中SF6氣體微水量的監(jiān)視測(cè)量關(guān)。設(shè)備安裝完畢充氣24h后，應(yīng)進(jìn)行SF6氣體微水量測(cè)量，設(shè)備通電后每三個(gè)月測(cè)量一次，直至穩(wěn)定后，以后每一至三年檢測(cè)一次微水量。對(duì)于微水量超過(guò)管理標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)進(jìn)行干燥處理。

通過(guò)以上七個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格管理，可以控制SF6斷路器SF6氣體的微水量。

5 結(jié)束語(yǔ)

SF6斷路器最重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是含水量監(jiān)測(cè)和檢漏兩項(xiàng)。如果忽視對(duì)它的監(jiān)測(cè)，其可靠性將會(huì)受到影響，還會(huì)污染環(huán)境。因此，對(duì)運(yùn)行中SF6斷路器的微水的監(jiān)測(cè)和檢漏就備受關(guān)注。

［1］GB1984.高壓交流斷路器［S］.

［2］GB/T11022.高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求［S］.

［3］GB8905.六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測(cè)導(dǎo)則［S］.

［4］GB12022.工業(yè)六氟化硫［S］.

［5］JB/T9694.六氟化硫斷路器通用技術(shù)條件［S］.