摘要：SF6电气设备放电故障可分为硬故障和软故障两大类，通过对其故障特征进行分析并采用分解产物检测法，可以实现对SF6电气设备故障的有效判断和检测。本文首先对SF6电气设备放电故障检测进行分析，进而探讨有效的故障判断方法，包括注意值法、故障值法、特征组分法和放电电流法等。
关键字：SF6电气设备；放电故障检测；判断方法
前言：SF6电气设备在电力系统中有广泛应用，如果SF6电气设备在运行时出现故障问题，没有及时发现和解决，将对电网运行安全、运行稳定性产生严重影响。要实现对SF6电气设备放电故障的有效检测和判断，首先要掌握SF6电气设备故障类型和特点，进而采取科学的判断检测法，及时发现并排除故障，确保电网运行质量。
一、SF6电气设备放电故障检测
（一）故障类型
SF6电气设备放电故障分为两大类：
（1）硬故障，放电后设备绝缘不能恢复，放电通道会更加严重，比如绝缘电阻偏低、重合闸失败引起的SF6电气设备放电故障等。硬故障可能是突发性的，会对设备运行安全产生严重威胁。大多数硬故障都有一个高能放电通道的形成过程，对其放电故障分解产物进行检测，可以及时发现故障。
（2）软故障，设备放电后绝缘可以恢复，放电通道消除，放电通道主要为SF6电气设备气体绝缘、固体绝缘。在放电后，绝缘体恢复后气体放电通道消失，放电通道也随之消失。其过程较为缓慢，放电故障检测和判断时间相对充裕，但处理不及时也可能发展成为硬故障[1]。
（二）故障特征组分
SF6电气设备出现放电故障时，SF6气体和固体绝缘、金属构件分解产生带电离子和原子蒸汽，包括气体和固体组分。其中，气体组分会对SF6气体救援产生破坏，此类破坏能够恢复。而固体组分通过附着在绝缘表面，对绝缘产生破坏，此类破坏一般不可恢复。在对SF6电气设备的放电故障进行检测时，可以通过对其产生的气体和固体组分进行检测，实现故障特征组分分析。但实际固体组分难以取得，因此主要是对SF6电气设备放电故障产生的气体组分进行检测。气体组分分解产物主要包括H2S、CF4、SO2、SOF2、CO2、CO、HF、烷烃类等。综合检测方法和检测设备的考虑，一般将SO2和H2S作为故障特征组分分析对象[2]。
（三）分解产物检测法
分解产物检测法在SF6电气设备放电故障检测的应用可以满足现场快速检测的需求，属于原型试验的常规检测项目，目前已经在SF6电气设备放电故障检测中得到了较为广泛的应用。当出现SF6电气设备放电故障时，如果条件允许，可以对非特征组分的其他组分进行检测，并根据结果进行综合判断，从而更加准确的判断故障类型、发生部位和放电严重程度，并采取合适的处理方法，及时排除故障。具体可采用电化学分析和化学显色方法对特征组分进行检测，还可以采用气相色谱法对非特征组分进行检测，确保检测的全面性和可靠性。
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二、SF6电气设备放电故障判断方法
（一）注意值判断法
注意值是反映SF6电气设备运行状态的指标值，表示电气设备运行相对安全，如果超出注意值范围，则要加强对设备运行状态和放电故障的检测和关注。以此为判断依据，可以降低检测任务量，实现对设备运行状态的有效监管。SF6电气设备的SF6新气没有特征组分中的SO2、H2S、CO和HF，但还有CF4、CO2、SOF2和SO2F2等组分，需要按国家标准规范进行按比例抽检，确定气体组分基础数据。正常运行时SF6电气设备不含有SO2和H2S，但在放电时会出现这两种气体组分，可采用专用监测仪器对两种气体进行检测，并与注意值下限进行对比，及时发现SF6电气设备放电故障问题。考虑到经济性问题，还应设置注意值上限，确保SO2和H2S体积分数在注意值允许范围内。
（二）故障值判断法
故障值检测是SF6电气设备在运行过程中必须进行监视和检测的内容，是判断是否可以进行停电检修的主要依据。在SF6电气设备的放电通道形成过程中，结合特征组分体积分数的比值对放电部位、绝缘类型、放电通道类型等进行检测。其中特征组分SO2和H2S气体组分的体积分数刚达到故障值，不会对运行安全产生威胁，但要对其进行密切监视，如果进一步发展达到严重故障值，则需要尽快将SF6电气设备退出运行状态。因此，严重故障值是设备转入检修状态的主要依据，尤其是高电压等级设备，一旦达到严重故障值，应尽快停止运行，防止故障影响扩大。
（三）特征组分判断法
特征组分判断法主要是根据特征组分气体体积分数的比值进行判断，即SO2与H2S体积分数的比值。根据这一比值，可以判断放电故障的具体类型、放电部位和放电故障特点，比如是否涉及固体绝缘、是否存在多点放电现象等。如果两者的体积分数比小于等于4，说明放电部位主要涉及固体绝缘。如果放电故障涉及到故障薄膜，会对设备产生较大危害，需要结合CO和CO2的体积分数进行综合判断。如果SO2和H2S体积分数比大于4小于7，说明存在多点放电故障，可能涉及金属或固体绝缘，此类故障判断较为复杂。如果两者比值大于等于7，说明只存在金属放电故障，危害相对较小。
（四）放电电流判断法
SF6电气设备放电故障还可以根据放电电流进行判断。对于高能放电情况，录波器会记录放电故障电流，因此通过放电电流进行判断较为直观，是电气工作人员的常用方法。由于各气体组分不同，在进行放电电流判断时，加权系数也不同，具体需要通过试验确定。此外，应根据放电故障类型，合理确定加权系数。然后利用相关计算公式对SF6电气设备的放电故障电流进行计算，根据电流计算结果判断故障类型和安全等级，采取相应的处理措施，确保SF6电气设备的运行安全。
结束语：综上所述，SF6电气设备在运行过程中容易出现放电故障，通过对其检测过程进行研究，可以明确SF6电气设备放电故障分类及故障特征组分，并通过采用分解产物检测法，及时发现故障问题。在此基础上，通过采用科学的故障判断方法，可以将SF6电气设备放电故障控制在允许情况下，并对其进行密切监控，发现故障发展及时进行处理，在保证设备运行安全的同时降低故障检修工作量。
参考文献：
[1]唐志国,唐铭泽,李金忠,王健一,吴超,汪可.电气设备局部放电模式识别研究综述[J].高电压技术,2017,43(07):2263-2277.
[2]孔玉,胡美珍.SF6分解物分析电气设备故障诊断标准[J].绿色环保建材,2016(08):241+243.
论文作者:梁碧云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：故障论文; 组分论文; 电气设备论文; 气体论文; 特征论文; 固体论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第12期论文;