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摘要：本文通过水分SF6断路器开断过程中产生的分解物，分析水分对SF6断路器的绝缘和开断性能的危害，并对水分的进入途径进行了分析，提出了水分的控制措施。
关键词：SF6断路器；腐蚀；水分；气体；途径；控制措施；
1引言
SF6断路器是电力系统中担负任务最繁重、地位最重要、结构也最复杂的开关电器。对SF6断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力、尽可能短的动作时间和高度的工作的可靠性。SF6断路器优异性能是通过SF6气体的优秀的灭弧和绝缘性能来实现的，所以，设备中水分含量在很大程度上影响着SF6断路器的灭弧和绝缘性能。
2水分对SF6断路器影响
在设备生产过程中不可避免的存在水分和氧气等杂质。水分和氧气遇到开断分解物SF4和WF6很容易发生新的化学反应而生成酸性有害的物质，如:
2SF4+O2=2SOF4
SOF4+H2O=SO2F2+2HF
SF4+H2O=SOF2+2HF
WF6+H2O=WOF4+2HF
这些反应可以看出大量HF生成，HF与水结合生成腐蚀性极强的氢氟酸，加上H2SO3对开关气室内零部件都会产生腐蚀破坏，严重的会导致机械操作故障，尤其对含Si和Zn的物质的腐蚀最严重，如：
SiO+4HF=SiF4+2H2O
SiO2+SF4=SiF4+SO2
SF4与水分反应生成HF，HF与SiO2反应不仅腐蚀绝缘件，而且反应生成水分，形成一个“酸-腐蚀-水”的恶性循环，当水分在绝缘件表面产生凝露时，产品的绝缘性能和开断性能会显著的下降，因此在有电弧存在的SF6断路器气室内不能使用含Si绝缘件[1]，此外，酸性电弧分解物对镀锌层有强烈的腐蚀作用，使镀锌层开裂、起皮、脱落，强烈建议SF6断路器气室内禁止使用镀锌零部件。
3SF6断路器对水分的要求
SF6断路器对水分含量有严格的控制。对于SF6新鲜气体不可避免的含有水分，为了规范SF6气体水分含量，IEC标准和部分国家对SF6气体水分含量作了严格要求[1]，具体见表1。
表1 IEC及部分国家对SF6气体水分含量的质量标准
对于SF6断路器气室内水分含量，标准规定值[2-3],具体见表2。
表2 SF6断路器气室内部对标准（20℃），单位：μL/L
4水分进入SF6断路器的途径
（1）SF6气体自身含的水分。
（2）在装配过程中，气室内零部件中吸附的水分。
（3）在充气过程中，充气管路及充气接头未进行干燥处理带入的水分。
（4）运行过程中，由于分子运动渗入气室内部的水分。
5SF6断路器气室内部水分控制措施
根据从事SF6断路器设计及生产经验，控制气室内水分主要通过以下措施：
（1）SF6气体质量严格把控
对SF6气体一定要使用合格的、正规的厂家生产的SF6气体，在条件允许的情况下对气体进行必要的检测来确定是否满足使用要求。
（2）装配过程中环境把控
SF6断路器装配环境要求全封闭、恒温恒湿、防尘等要求，洁净度达到8级（10万级），温度全年控制在18-24℃，相对湿度不大于60%。
（3）装配工艺把控
对清洗烘干的零部件使用纯度为99.99%的无水酒精进行装配前清洁；对安装与气室内的吸附剂进行活化处理，增强其吸附性能；产品的整个装配时间应在2小时以内完成；出厂试验前充入SF6气体，应先抽真空至133 Pa以下且保持抽真空2h以上，并且在气体压力无变化时方可进行充气；充气前使用高纯N2吹充气管路及接头并；充入高纯N2气体至0.4MPa静置12h，然后抽真空充入0.025MPa的SF6气体保持微正压削弱水分的侵入能力。
（4）运行产品水分把控
尽量避免在在潮湿及阴雨天进行检修，严格按照厂家提供的检修手册进行；对产品对接面涂抹防水胶隔绝水分渗入通道；定期对运行产品水分进行检测，对于水分超过允许值的，使用高纯N2进行干燥处理。
6结语
SF6断路器气室内水分含量直接影响着设备安全可靠的运行，了解水分超标对设备的危害途径及过程对于设计人员和设备用户而言是至关重要的。在这里简要的分析水分的入侵途径，并对设备从生产到运行各环节的水分控制提出了简要方法，希望能对设备生产人员、用户提供设计和运检参考。
参考文献：
[1]黎斌.SF6高压电器设计[M].第4版.北京：机械工业出版社，2015.
[2]GB/T 11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求[S].
[3]GB/T 8905-2012六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则[S].
论文作者:徐刚1,王旭2,周子瑜3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
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