SF6开关水分超标原因分析及处理方法

SF6开关水分超标原因分析及处理方法

张智王晓峰王万春周海龙

国网安徽省电力有限公司阜阳供电公司安徽阜阳236017

摘要：SF6气体有着高耐电强度和良好的热稳定性，在电气设备中有着广泛的应用。SF6气体的化学性质极其稳定，但在开断大电流时的强烈弧光放电，气体中存在水分时会形成SF6分解产物，造成绝缘降低。开关中SF6气体水分超标有生产安装过程中带入的水分等，处理方法有置换法和更换吸附剂抽真空处理法。

关键词：SF6气体；水分超标；湿度检测

一、SF6气体简介

SF6气体有着高耐电强度和良好的热稳定性，在电气设备中有着广泛的应用。SF6开关就是用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的一种高压开关，由于SF6开关具有体积小、开断能力强、维护检修工作量小等优点，被电力系统大量使用，在有些发达国家SF6开关几乎全部代替了空气开关和少油开关。因此，SF6开关的维护和检测显得十分重要。

二、开关中SF6气体水分超标的危害

SF6气体的化学性质极其稳定，但在开断大电流时的强烈弧光放电，会使SF6气体生成离子和原子团，灭弧后，大部分又重新复合成SF6，一小部分会生成含硫低氟化物，而这些含硫低氟化物当有水分和氧气存在时，会腐蚀设备内部的金属部件，加速绝缘材料的老化，降低SF6的电气性能。

三、开关中SF6气体水分超标的原因

（一）生产安装过程中带入的水分

包括吸附剂带入的、零部件带入的、充气过程中带入的等，因为安装完毕后虽然要进行抽真空干燥及用SF6新气冲洗，但附着在开关内部表面及冲气管路中的水分不可能完全处理干净。

（二）开关密封件处不严，外部水分渗透进入开关内部所致。

虽然SF6开关中SF6气体的压力比外界气压高，但外界的水分压力比开关内部高，这是因为开关内部气体含水量较低，再加上水分子的直径比SF6分子的直径小一些，且SF6分子为正八面体的球形结构，而水分子为细长棒形，在开关密封薄弱处，内外水分压差大时，大气中的水分会逐渐渗入开关内部。

四、SF6气体微水超标处理方法

（一）置换SF6气体法

该方法只能应用于该开关微水超量较小，设备停电时间较短的情况下使用，由于该方法不能完全消除该缺陷，建议在正常停电情况下使用方法二彻底处理，同时该开关泄露周期应小于1年。

1.将SF6气体回收至0.1-0.2MPa。

2.注入合格SF6气体至额定压力。

3.静止保持48小时测试SF6气体微水及组分。

4.设备运行3个月后再次测试SF6气体微水，对比前测试值有无明显变化，如增长过快，应及时停电使用方法二进行处理。

（二）更换吸附剂抽真空处理

该方法所需停电时间较长，但可彻底处理微水超标。

1.SF6气体回收至0.1MPa以下。

2.打开开关吸附剂孔盖，人员暂时撤离现场30min将设备残余气体彻底排放后方可进行工作。

3.更换吸附剂（注意吸附剂应在烘箱中保持干燥4小时以上，温度不低于200oC，或使用真空包装吸附剂），吸附剂应在30min内更换完毕。

4.抽真空。必须选择合适的、能达到133Pa以下真空度的真空泵；控制抽真空管道的长度，其口径要足够大，以免影响真空度；真空度测量表计使用麦式真空计来测量。

5.当真空度达到133Pa开始计算时间，维持真空泵运转至少在30min以上。

6.停泵并与泵隔离，静观30min后才能读取真空度A。

7.在静观6h以上，读取真空度B，要求B-A≤67Pa才算合格，否则要先检测漏点。

8.充入水分小于15ppm(μL/L)的氮气，充至压力0.1MPa，保持12个小时，测试氮气微水，如合格则进行下一步，不合格则重复以上步骤。（注意在充气前应先将管道抽真空）

9.抽真空至133Pa，维持真空泵运转至少在30min以上。

10.缓慢充入合格SF6至额定+0.02MPa，静止48小时，测量微水及组分。（注意在充气前应先将管道抽真空）

11.气体湿度检测：微水含量有电弧分解物的隔室，≤150ppm(μL/L)，无电弧分解物的隔室，≤250ppm(μL/L)。气体成分分析：SF6，≥99.9%；CF4，≤0.04%；Air，≤0.04%。

参考文献

[1]林涛.绝缘故障下六氟化硫分解特性与故障诊断方法的实验研究[D].北京:中国科学院大学,2014.

[2]张峰平.六氟化硫开关中SF6气体的监督和管理[J].电世界，2003.