摘要：2015年，潘家口水电厂对1#发电机出口断路器01DL进行更新改造，由原来老式的沈高生产的SN4-20G少油断路器更换为具有优良灭弧性能的SF6断路器。由于发电机出口所在15.75KV配电室通风条件差，雨雪天气时常有暗隙漏水情况发生，且靠近供水廊道，造成发电机出口处环境较为潮湿，对于SF6断路器来说，存在潜在隐患。故现就其环境因素对发电机出口断路器加装SF6检漏仪进行论证分析。
关键词：发电机出口；SF6检漏仪；必要性分析
11#发电机出口断路器简介
潘家口水电厂1#发电机出口断路器的作用为发电机与电网的连接口，也是专门用在发电机故障时，断开电网与发电机连接，以防事故扩大。
1#发电机原出口断路器为SN4-20G少油断路器，于1981年开始投入运行，2015年进行更新改造。其灭弧原理是在动、静触头分离时产生电弧，电弧的高温使其附近的绝缘油蒸发气化和发生热分解，形成灭弧能力很强的气体（主要是氢气）和压力较高的气泡，从旁侧进行吹弧，从而使电弧很快熄灭。在此灭弧过程中，由于绝缘油主要由碳、氢、氧三种元素组成，即使其分解之后也不会产生大量有毒气体。
1#发电机新换出口断路器为ABB公司生产的型号为HVR-63S发电机断路器。于2015年9月开始投入运行。其灭弧原理是在分闸的瞬间，动、静触头之间产生电弧，动触头继续向下运动，电弧很快转移到引弧电极上。此时，绕在圆筒电极外而串联在静触头之间的磁吹线圈通过短路电流，因而产生磁场，于是电磁力驱使电弧高速旋转，在SF6气体中，电弧的高速旋转使得其离子不断地与新鲜的SF6气体接触，以充分发挥SF6的负电性，从而迅速地熄灭电弧。SF6在电弧高温作用下，会分解成SO2、SF2等有毒气体（表1），并在短时间内又快速恢复成SF6。当SF6断路器灭弧室发生泄漏时，会造成有毒气体的扩散，且其容易与水发生反应，进一步生成如SO2等有毒物质。故在室内安装的SF6断路器，必须安装有通风等装置。SF6断路器相比于少油断路器来讲，其灭弧能力更强，但是对安装环境要求比较高。
21#发电机出口断路器环境分析
1#发电机出口断路器安装在15.75KV配电室，位于出线室下方。由于15.75KV配电室环境相对封闭，通风性较差；且大坝建成时间较长，下雨时经常有暗隙漏水；靠近供水廊道，故夏季时其环境较为潮湿。1#发电机出口断路器位置示意图如图1所示。
更新改造前潘家口水电厂1#发电机出口断路器采用的是少油断路器，对外部环境的要求很小。而更换为SF6断路器后，由于其气体特性，一旦发生SF6气体泄漏，流通极其缓慢，毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进入发电机出口断路器巡视的运行人员产生极大的危险。而且SF6气体的比重较氧气大，当发生SF6气体泄漏时SF6气体将在低层空间积聚，造成局部缺氧，使人窒息。
3SF6气体简介
3.1SF6气体的物理和化学性质
纯净的SF6气体是无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性质稳定，属惰性气体，气体密度是空气密度的5.1倍。SF6气体在0.29MPa时，绝缘强度与变压器油相同，灭弧能力是空气的100倍。在1.2MPa时液化，为此SF6断路器中都不采用过高压力，使其保持气态。
SF6气体有很强的负电性，而正负离子容易复合成中性质点或原子，这是一般气体所没有的，所以SF6气体较其他气体有更强的灭弧性能。
3.2SF6气体绝缘的特点
电场的均匀程度对六氟化硫击穿电压的影响要比对空气的击穿电压的影响大。在六氟化硫气体中导电粒子的存在会显著的降低气体的击穿电压，成为充六氟化硫气体绝缘设备的一个故障因素。
3.3六氟化硫气体在电弧作用下的分解及主要分解产物的性质
六氟化硫与灭弧室绝缘材料CnHn、石墨C、聚四氟乙烯、触头铜、钨及灭弧室结构材料铝等发生化学反应，生成的反应物将以稳定的固态粉末存在于断路器灭弧室内，遇水和氧将会继续反应。水分促成电弧分解的低氟化物转成酸性物质，对人体和产品产生危害。水分也会使电弧分解出的S、F原子及离子再结合反应受阻，影响产品性能。
4SF6检漏仪简介
SF6检漏仪又称为卤素检漏仪，是通过检测空气中是否含有F元素来探测SF6是否泄漏。其工作原理为金属铂在800～900℃温度下会发生正离子发射，当遇到卤素气体时，这种发射会急剧增加，这就是所谓的“卤素效应”。利用此效应制成了卤素检漏仪，即SF6检漏仪。
SF6检漏仪分两类：其一为传感器（即探头）与被检件相连接的称为固定式（也称内探头式）检漏仪；其二为传感器（即吸枪）在被检件外部搜索的称为便携式（也称外探头式）检漏仪。传感器是个二极管，加热丝、阴极（外筒）、阳极（内筒）均用铂材制成。阳极被加热丝加热后发射正离子，被阴极接收的离子流由检流计（或放大器）指示出来，且有音响指示。电气部分由加热电源、直流电源、离子流放大器、输出显示及便携式的吸气装置电源等组成。主要用来检测电力行业中SF6断路器中SF6气体及各种SF6、HFC，CFC及HCFC制冷剂的泄漏。
5SF6检漏仪安装的必要性
由上述可知，发电机出口开关位置环境较为潮湿、密封，不利于空气的流通，且其紧挨厂用电400V室、发电机下层，由于SF6密度比空气大，一旦SF6发生泄漏，可能会流向发电机下层。从而扩大事故范围。另一方面，SF6气体本身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性。
6总结
潘家口水电厂建厂时间较长，自1981年到现在，已生产运行了30多年。在2015年之前，其一直使用的是对外部环境要求较低的少油断路器。而关于SF6断路器的运行经验基本上是空白，对于SF6的认识很少，在对SF6性能不明的情况下，巡视人员进入SF6断路器区域时，有较大的潜在危险。为提高运行维护人员的安全，在室内发电机出口SF6断路器旁加装SF6检漏仪很有必要。
参考文献：
[1]孟玉婵，朱芳菲.电气设备用六氟化硫的检测与监督[M]北京.中国电力出版社.2009.
[2]苗玉龙.姚强.邱妮.张继菊.放电条件下SF_6气体分解产物变化情况的研究[J]高压电器.2012.08
论文作者:张少甫,伦佳乐,李秋月
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/21
标签：断路器论文; 气体论文; 发电机论文; 电弧论文; 分解论文; 检漏仪论文; 发生论文; 《基层建设》2017年第34期论文;