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 开关资讯 - SF6开关技术
加强SF6的监测,提高设备运行可靠性
发布时间:2011.01.29 新闻来源: 浏览次数:
 
由于SF6比充油设备具有广泛的优越性,我国SF6断路器和GIS大约按15%的速度增加,因此使用量正日益扩大,如果管理不当也会发生事故。近年来国内外均有运行故障的报导,应引起注意。例如美国佛罗里达电力公司报导至少有两项是因为SF6中的高湿度引起内部故障发生高压断路器的爆炸,国内也有报导内部闪络故障,而较多发生的为SF6断路器气体压力降低,有的降至闭锁压力(30℃时0.40Mpa)以下,经检查主要是某些部位发生泄漏。因此应重视加强对SF6设备的监测,预防事故的发生。
  SF6气体在生产厂合成制造过程中,以及在充装运输过程中往往要残存痕量的杂质,例如空气、水份、机械杂质、油脂和氧化物等。SF6设备在安装及运行过程中有时也会使杂质渗入或在大电流、高电压作用下产生分解物,这些杂质的存在影响SF6气体的纯度,从而对人体健康和设备安全运行造成不良影响,因此国际电工委员会(IEC)规定,SF6气体经检验合格后方可出厂,用户应进行抽样复检。
  SF6新气到货后,充入设备前应按新气质量标准验收。抽检率一般不少于总数的3/10。检测项目: 四氟化碳、空气、湿度、酸度、可水解氧化物、矿物油、纯度(SF6)及生物毒性试验。各项技术指标均符合我国标准后,才可使用。
SF6气体充入电气设备24小时后,方可进行试验,然后进入预防性试验阶段,运行中SF6的试验项目、周期和要求按“电力设备预防性试验规程”(DL/T596-1996)执行。经验表明,SF6电力设备在运行中最主要的是两个监测项目: 检漏和湿度(微水)测量。

 一、SF6设备的泄漏监测
  漏气是SF6断路器和GIS的致命缺陷,设备的密封性能是考核产品质量的关键指标之一,所以十分重要。
  检漏分定性和定量测量。定性测量一般均用高灵敏度探头探测设备规定的漏点,以声光报警,其特点是可以正确定位。GIS的常见漏气点有: 焊缝、法兰结合面、充气嘴和压力表等; SF6断路器,易漏部位主要是:
   1、对220kV SF6高压断路器,各检测口、焊缝、SF6气体充气嘴、法兰连接面、压力表连接管和滑动密封底座;
   2、对35kV和10 kV SF6断路器,SF6气体充气嘴、操作机构、导电杆环氧树脂密封处及压力表连接管路。
  定量测量有挂瓶检漏法、整机扣罩法和局部包扎法。
  判断标准为年漏气率应不大于1%,或按制造厂的标准。对用局部包扎法检漏的,也可按每个密封部位包扎后历时5小时,测得的SF6含量应不大于30ppm的标准,但这种测量比较复杂繁琐。随着电子技术的进步,当前市场上已拥有先进的、高灵敏度的、智能化的、轻小和操作方便的仪器仪表,可以直接定量测量ml/sec、ppm或gm/yr非常方便。此外,建议选用无放射性源和无压仪器,因这类仪器使用安全方便,像LDD2000型检漏仪等均属比较理想的仪器。

 二、运行中气体水份含量的测试及控制
  运行中气体水份含量的测试及控制是SF6设备运行维护的主要内容。SF6气体中的水份,特别是在GIS中绝缘部件上结露时,会使绝缘件的绝缘强度大为降低,也会间接造成设备的腐蚀,但是水份真正有害的作用是促进自由电子、离子崩和放电的产生,这往往就是造成断路器的不稳定和发生爆炸事故的重要因素。高压断路器触头在含有水份的SF6中发生电弧放电时,产生有潜在危险的化学物质,处理污染和电弧放电的SF6要求有一定的防范,因为有毒的化学气体和粉末可能引起过敏和危险。再者,水还会影响SF6的再复合过程,使工作人员在维护断路器时可能危及健康。因此,湿度的测量特别重要。设备投入运行后,检测湿度需待气室的湿度稳定后进行。因零部件吸附的水份向SF6气体扩散,使气室中水份增高,一般每三个月测一次,有时湿度下降,是由于设备内装有吸附剂的作用,过一段时间会保持稳定,此时1年测1次即可。但运行多年后,密封垫老化,瓷套与法兰的胶合部位会有渗漏,使大气中的湿度通过这些微孔向SF6气腔内扩散,使SF6气体中的水份增高。若发现超过标准或大量漏气时,需适当增加次数,必要时应用气体回收装置进行净化处理,直至合格并做好记录。有些设备容气量很小,密封性如果好,可适当延长检测周期。
关于含水量的标准,按《规程》规定要求如表1所示:
  表1—SF6气体中水份含量要求值(ppm, V/V)

项目
断路器灭弧室气室
其它气室
交接验收
<150
<500
大修后
<150
<250
运行中
<150
<500

  由于不同的仪器测量同一台设备可以得到不同的数据,有时差别较大,这可能除了与仪器本身的性能有关外,与所用的气体管路和操作等因素也有关,所以必须用同一台仪器测量,以保数据的可比性,有利于水份变化的趋势分析。气体中的水份含量与气温有关,一年之中水份随气温的升高而增加,所以应该在夏天测量湿度。此外,还有下面一些因素会影响测量的正确性,也应引起注意:
   1) 不同的气路材料、接头对湿度测量结果的影响较大,研究表明采用不锈钢管对湿度的干扰最小。
   2) 钢瓶的放置对测量的影响。钢瓶立放测得的湿度比30°角时要高,研究表明,要反映出SF6气体的真实含水量,应将气瓶倒立成30°角进行测量。
   3) 测量次数对测量的影响。应对同一气瓶中SF6气体进行多次测量。第一次测量的数值普遍要比后面测量数值高,其原因与气路、接头的干燥与否有关。因此在测试前,应对气路、接头进行干燥处理,否则不可测试。
   4) 仪器灵敏度对测量的影响。目前湿度测量仪的品种较多,测量结果的分散率也大。另一方面由于湿度仪在使用过程中灵敏度可能会下降,为使测定数据准确可靠,建议选用精度高的仪器,就可减少上述影响,像目前在电力系统中使用比较广泛的DP19-SH-III型SF6微水测量仪,就是比较理想的仪器。原电力部曾规定凡电力基建、生产、科研等单位应用的“湿度测量仪器”必须进行定期检定,经检验合格,才能使用。检验的有效期限为一年,以保证仪器的正常使用。
   5) 某些以阻容法、电解法为原理的仪器在多次测量经电弧作用过的SF6后其探头的灵敏度往往会降低,而以露镜法光学探测原理制造的仪器就避免了这种缺点。

 
 
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