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摘要：本文通过对110kV某变电站三台六氟化硫断路器湿度超标试验进行分析、处理及验收，并阐述了六氟化硫断路器湿度超标对设备带来的影响，和提出相关运维建议，以提高电网运行稳定性。
关键词：六氟化硫断路器；湿度超标；运维建议
1、前言
六氟化硫断路器是以六氟化硫气体为绝缘介质，利用六氟化硫气体起到灭弧和绝缘作用的电力设备。六氟化硫气体因稳定的化学特性，如其绝缘强度高，在常压下是空气的2.33倍，属强电负性，具有良好灭弧能力和稳定性的理化性质，因此在电力设备中得以广泛应用。
2、问题现状
110kV某变电站#1主变变中301开关、#2主变变中302开关及35kV多上线313开关三台六氟化硫断路器，型号为：EDFSK1-1，厂家为ABB，1994年1月出厂。自1995年1月投运以来，经定期电气绝缘监督和机械特性试验，各项测试数据均能够满足《电力设备预防性试验规程》的要求。但在2017年01月的预防性试验中，发现SF6气体中水分远超过300μL/L（20℃）的标准，数据如表1。
表1：110kV某站开关气室SF6预防性试验数据（部分）
由表1可知，三台开关气室的水分均已超标，为确保试验数据准确无误，无客观因素影响，数据已经由两台试验仪器轮流反复试验确定。试验当天天气晴，温湿度均符合试验条件，最终测得三台断路器水分含量严重超注意值，确认设备无漏电，初步推断三台断路器内部受潮。确认试验结果后，通知运行人员进行缺陷上报，立即对三台湿度超注意值的开关进行处理。
3、湿度超标对断路器的影响
3.1 六氟化硫在水分中的反应
（1）六氟化硫作为绝缘气体的机理
六氟化硫气体在电弧的作用下，大部分分解为硫和氟的氮原子态，对于断路器，虽在分、合闸时产生2000℃以上的高温电弧，使SF6生成带电离子和少量分解物，但因其分、合闸速度极快，又有高效的灭弧功能，使带电离子又在瞬间复合成SF6，其复合率达99.9％以上，所产生的少量分解产物又被放置于顶部的吸附剂吸收，因此，对于正常运行的断路器，在分、合闸一周后，气室中的分解物含量不大于1μl/L。如下列公式所示：
4SF6+Cu+W 4SF4+CuF2+WF6
2SF6+Cu+W2SF2+CuF2+WF6
3SF6+Al3SF4+2AlF3
（2）六氟化硫与水分的反应
当六氟化硫电气设备内含有少量水分和氧气时，分解产物可进一步反应生成亚硫酞二氟（SOF2）、亚硫酞四氟（SOF4）、硫酞二氟（SOF2）和氟化氢（HF）：
若水分含量多时，则生成：
SOF4+H2OSO2+2HF
当六氟化硫断路器内部水分增多时，发生化学反应的分解产物将具有的化学性质如表2所示：
表2：六氟化硫气体部分分解物的化学性质
由此可知，在断路器内部含有水分的情况下，六氟化硫在高温电弧的操作条件下，将导致其分解，分解产生对设备具有腐蚀性的硫化物、氟化物等酸性物质，与水和氧一起腐蚀断路器内部金属结构，与金属材料反映生成金属氟化物，如氟化铜（CuF2），具有强烈的吸湿性，将粘附在金属表面，并在气体含水量多时导致电阻下降并发生闪络击穿，导致断路器的绝缘性能大大下降。
3.2 六氟化硫断路器湿度超标原因
六氟化硫断路器水分增大的原因大致分为以下几点：（1）新气中固有的残留水分；（2）安装充气过程中将水分带如六氟化硫气体中；（3）断路器密封不良导致水分渗入；（4）断路器零部件内部绝缘材料及涂料等吸收水分，出厂前未烘干处理干净，运行后释放部分水分到气体中。
4、湿度超标处理注意事项
4.1 处理流程
检修人员对湿度超标的六氟化硫断路器内部气体进行回收，并通过充氮气进行真空干燥处理，充装完毕，静置24h后，试验人员对设备中气体进行湿度测量，若仍超过标准，必须再进行处理，直到试验数据在合格范围之内，具体如下：
1 回收断路器受潮SF6气体
2 断路器抽真空工作
3 充人氮气
4 冲入六氟化硫气体
4.2 处理结果
经过检修人员换气处理后，110kV某变电站#1主变变中301开关、#2主变变中302开关及35kV多上线313开关湿度试验数据如表3所示：
表3：某站3台湿度超标六氟化硫断路器水分超标处理结果
经处理后，3台六氟化硫断路器湿度均明显小于《电力设备预防性试验规程》中150μL/L和300μL/L的规定值，数据完全合格。
5、运维建议
通过长期的气体预防性试验发现，设备受潮的原因除了厂家制造工艺外，往往发生在设备运输、存储、装配阶段。为了保证六氟化硫断路器安全运行，可采取如下措施：
（1）SF6气体水分测试及设备安装处理应选择在晴天进行，空气相对湿度不大于80 %在回收气体时，应注意通风干燥，做好有关防范措施，避免中毒。
（2）在新气的质量管理上，应首先确认气体质量合格月，有气体出厂合格证。如不具备合格证，在电气设备充气前必须进行抽样复查，确认质量合格后方可进行充装。
（3）在充装作业时，为防止引人外来杂质，充气前所有管路、连接部件均需根据其可能残存的污物和材质情况用稀盐酸或稀碱侵洗，冲洗后加热干燥备用连接管路时操作人员应配带清洁、干燥的手套接口处擦净吹干，管内用六氟化硫新气缓慢冲洗即可正式充气。
（4）充气完毕后，对设备密封处，焊缝以及管路接头进行全面检漏，确认无泄漏则可以为充装完毕。
（5）更换吸附剂时，吸附剂的烘干温度一般控制在约200℃，烘干时间约为12h。应将吸附剂放置在密封干燥的容器中，冷却到室温后立即装入设备内。
6、结束语
对于六氟化硫断路器，水分含量是判断断路器内部绝缘性能的重要指标，因此，在预试过程中需要严格按照于是周期对设备进行试验，分析试验数据，确定故障原因，并采取响应的措施防止故障的发生。该问对六氟化硫断路器湿度超标进行详细分析，并提出相关运维建议，希望通过以上措施降低六氟化硫断路器设备故障率，提高电力安全性及稳定性。
参考文献：
[1]QCSG114002-2011《电力设备预防性试验规程》
[2]DL/T1359-2014《六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法》
[3]《六氟化硫断路器的故障分析》，吐尔迪?买买提，吐尔洪江?努尔，国网新疆电力公司喀什水力发电分公司，2017.117.028
[4]曾东瑜，姚唯建，程诺伟． 广东省六氟化硫气体运行监测中的问题 及对策［J］． 广东电力，2005，18（12）：49 － 51.
[5]《六氟化硫分解产物及其去除方法》，王景儒，化工部黎明化工研究院
论文作者:钟国超
论文发表刊物:《河南电力》2018年12期
论文发表时间:2018/11/30
标签：断路器论文; 六氟化硫论文; 气体论文; 水分论文; 湿度论文; 分解论文; 预防性论文; 《河南电力》2018年12期论文;