摘要：隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，SF6在電氣設(shè)備中的運(yùn)用更加廣泛。SF6氣體的絕緣特性、散熱性和滅弧性能使其成為了繼氣體和油之后的新型的耐高壓媒介物質(zhì)，并且從目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的角度來說，還未出現(xiàn)更合適的代替品。文章對SF6氣體中水分的產(chǎn)生、危害以及相應(yīng)的處理措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：SF6氣體；電氣設(shè)備；水分含量；絕緣特性；散熱性；滅弧性 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM51 文章編號：1009-2374（2015）36-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.034

1 SF6氣體中水分的產(chǎn)生

SF6中氣體的水分主要是從以下兩個(gè)方面產(chǎn)生：（1）裝配時(shí)，水分進(jìn)入SF6氣體；電力設(shè)備內(nèi)部固體絕緣以及金屬表面自身帶有一定的水分；同時(shí)SF6氣體自身也帶有一定的水分以及氣體充入時(shí)會帶進(jìn)部分的水分。（2）外部環(huán)境的水分通過密封環(huán)節(jié)進(jìn)入。電力設(shè)備長期的運(yùn)行過程中，必然會出現(xiàn)SF6氣體外泄的情況，并且設(shè)備內(nèi)部的水蒸氣的密度也會加大。究其原因，就是從總體的氣壓角度出發(fā)，需要沖入氣體上的設(shè)備內(nèi)部的矛盾壓力明顯高于外界的氣壓，但是水蒸氣內(nèi)部的壓力要明顯低于外界的壓力。比如說在環(huán)境溫度在20℃時(shí)，相對的濕度則會達(dá)到80%，大氣中的水蒸氣分壓則是Ps=0.8×23.8×10-4=19×10-4（MPa）。而設(shè)備內(nèi)部充入的SF6氣體的氣壓為0.6MPa時(shí)，依據(jù)微水的最高允許含量300ppm來進(jìn)行計(jì)算，設(shè)備內(nèi)部的矛盾水蒸氣的壓力是

Pa'=300×10-6×0.6=1.8×10-4=1.8×10-4（MPa）。設(shè)備內(nèi)部及外界環(huán)境的水蒸氣壓力的比值為0.0947。顯而易見的是，外界環(huán)境的溫度越高，濕度則越大，設(shè)備內(nèi)部的含水量越低，內(nèi)外部的水蒸氣的壓力差越大，因此外界的水蒸氣就更容易滲入到設(shè)備內(nèi)部中去。

SF6氣體分子的直徑為15.61×10-9m，而水分子的直徑為34.1×10-9m，SF6氣體分子直徑明顯大于水分子，并且SF6氣體分子為球形，而水分子則是針尖形，因此水蒸氣的滲入要比SF6氣體更加容易。

而對于SF6氣體的檢測，依據(jù)《六氟化硫電力設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則》，可以看出，SF6氣體在充入到設(shè)備中24小時(shí)以后，開始對氣體中的水分進(jìn)行測量，測得的值便為交接驗(yàn)收值。設(shè)備在投入運(yùn)行的半年后再對氣體進(jìn)行一次檢測，之后的每1～3年進(jìn)行一次檢測。依據(jù)《六氟化硫電氣設(shè)備監(jiān)管其責(zé)》，對于氣體使用較少并充氣的壓力不高于35Kma氣室的氣體水分，在運(yùn)行的過程中只要沒有出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，就不用對氣體進(jìn)行檢測。在檢測的過程中，有以下四個(gè)方面的注意事項(xiàng)：（1）定期檢測需要在較為干燥、濕度不高的季節(jié)進(jìn)行，這是由于環(huán)境濕度能夠?qū)z測SF6氣體帶來一定的干擾。（2）在進(jìn)行檢測工作前，需要運(yùn)用干燥的氮?dú)饣蛘呤沁_(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的SF6氣體對管道進(jìn)行沖洗。同時(shí)必須要選用專業(yè)的管道進(jìn)行檢測工作，盡量選擇1～5m的長度不長的管道。（3）在進(jìn)行檢測之前要保持設(shè)備被檢測物體上的氣體檢測口的干燥性。（4）運(yùn)用不同的儀器對同一設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，可能會得出不同的數(shù)據(jù)信息，這是檢測儀器本身的工作性能和氣體管道以及人工操作等因素共同造成的，因此在進(jìn)行檢測工作時(shí)，最好是使用同一臺儀器進(jìn)行檢測，來使檢測到的數(shù)據(jù)更加可靠。

2 SF6氣體中水分帶來的危害

SF6氣體具有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。沒有任何雜質(zhì)的SF6氣體是沒有任何毒性的，但是在雷電流斷開時(shí)，電弧的劇烈放電會使SF6氣體產(chǎn)生分解反應(yīng)，從而被分解后的SF6氣體會和其他物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。這些物質(zhì)有著較強(qiáng)的反應(yīng)能力，在水分存在的情況下，又會發(fā)生其他的反應(yīng)，進(jìn)而會產(chǎn)生出有毒甚至是劇毒的氣體。這些氣體的存在會降低SF6氣體的絕緣以及滅弧能力，甚至還會給人體造成一定的危害。

經(jīng)過以上化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氟酸會對電氣電極以及其他的電力部件、絕緣材料造成一定的侵蝕，極大地降低了它們的絕緣性能。并且SF6氣體經(jīng)過分解后形成的物質(zhì)會對氣體的復(fù)合產(chǎn)生一定的障礙，從而極大地影響了氣體的恢復(fù)，進(jìn)而對SF6氣體的絕緣性能和滅弧能力產(chǎn)生不良影響。

另外，SF6氣體的分解物質(zhì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的物質(zhì)會對人體產(chǎn)生危害，即這些物質(zhì)大多帶有一定的毒性，從而會對人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生損害，并且人體吸入這些有毒氣體后會出現(xiàn)感冒、皮膚過敏以及疲勞等不良的生理反應(yīng)，如果毒性氣體大量進(jìn)入人體還會產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體的性質(zhì)如表1所示：

同時(shí)，SF6氣體中的水分大多是以水蒸氣這一形式而存在的，在溫度下降時(shí)，便會液化成露水附著在設(shè)備的表面，有可能會使沿面絕緣閃絡(luò)，造成事故的發(fā)生。

3 對于SF6氣體中水分的預(yù)防及處理措施

針對以上對于SF6氣體中水分的產(chǎn)生以及其會帶來的危害進(jìn)行的分析探討，特提出以下預(yù)防處理措施：（1）首先，保證電力設(shè)備的密封部位的良好密封性能，降低外部環(huán)境的水蒸氣的入侵；其次，保證所使用的SF6氣體的質(zhì)量，同時(shí)在進(jìn)行充氣時(shí)要保證氣路系統(tǒng)的氣密性以及操作方法的規(guī)范性；最后，在將SF6氣體充入電力設(shè)備之前，需要先對設(shè)備內(nèi)部的水分進(jìn)行有效處理。（2）不管是從理論的角度出發(fā)，還是相關(guān)的差距表明，經(jīng)由以上的水分處理后，在密封性、SF6氣體中水分的含量及其增長的速度都達(dá)到了相關(guān)的要求。但是電力設(shè)備在投入運(yùn)行之后，隨著時(shí)間的推移水分會不斷入侵到設(shè)備內(nèi)部。因此在開始運(yùn)行之后，需要定期檢測SF6氣體中的水分含量。并且還要定期檢查SF6電力設(shè)備的運(yùn)行狀況，避免出現(xiàn)漏洞而使水分含量劇增。各國在密封設(shè)備的允許泄漏量上有著不一樣的規(guī)定，一般每年要小于3%～5%。因此依據(jù)這個(gè)要求，運(yùn)行中的電力設(shè)備中的SF6氣體中的水分含量不應(yīng)超過300ppm。一旦超過了這一標(biāo)準(zhǔn)，需要立即停止該設(shè)備的運(yùn)行并進(jìn)行相應(yīng)的處理，阻止有毒氣體的產(chǎn)生。（3）由于SF6氣體經(jīng)過分解后與水分之間的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體的危害性，需要我們利用相應(yīng)的措施來消除這些物質(zhì)。一般情況下，會對它們采用吸附處理這一方式。在吸附劑的選取上，通常選擇的是不僅能夠去除這些分解物質(zhì)的吸附劑，而且不會吸附SF6氣體，經(jīng)過多次的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)效果最好的吸附劑為分子篩與活性氧化鋁的混合吸附劑。而在用量上最好是低于SF6氣體總量的10%，如果在吸附過程中，超過了氣體總重量的15%時(shí)，需要進(jìn)行更換吸附劑。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了SF6電力設(shè)備的技術(shù)的改進(jìn)與革新，這些設(shè)備正朝著小型化、復(fù)合化以及智能化的方向發(fā)展。因此對于電力設(shè)備中使用的SF6氣體的純度以及含水量方面有著嚴(yán)格的要求。這樣就要求檢修人員對SF6電力設(shè)備的基礎(chǔ)知識爛熟于心，嚴(yán)格控制SF6氣體中的水分含量，加強(qiáng)預(yù)防與監(jiān)督以及處理問題的能力，從而促進(jìn)SF6電力設(shè)備作用的更好發(fā)揮。

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作者簡介：鐘志芳（1978-），女，廣東五華人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）