□ 山西省工业设备安装公司 魏志青
随着单位电力行业施工份额增加,本人施工的运城关铝集团SF6高压断路器以及中铝山西分公司GIS组合电器安装工程发现,SF6电气设备因具有寿命长、占地面积小、建设周期短及运行可靠性能高等显著优点而得到广泛应用。但是,这类设备的性能与其绝缘介质SF6气体的杂质成分关系很大,尤其以气体水分含量影响最大,因此,SF6电气设备中的气体水分含量控制,是SF6绝缘设备施工和生产运行的主要内容及重要指标。SF6气体中水分含量过高,不仅会降低设备的绝缘能力,而且会对设备产生化学腐蚀。所以,对于SF6气体中微量水分必须进行严格控制。
一、气体特性
SF6在常温、常压下是一种无色、无味、无毒、不燃烧、无腐蚀性的化学惰性气体,密度约为空气的6倍,绝缘能力约为相同状态空气的2.5倍,灭弧能力则为空气的数十倍,一定压力下可液化。SF6以其优异绝缘特性和灭弧性能,广泛用于断路器、GIS、变压器和互感器等电气设备中,显示出常规介质如空气、矿物绝缘油等无法比拟的优越性。
二、SF6气体中水分主要来源
1、新气中固有残留水分。由于生产工艺过程中不可能绝对排除水分的缘故。这部分水分在补气或换气时直接进入设备内部。如下为新气水分标准:

2、设备内部绝缘材料特别是环氧树脂支撑件和拉杆中吸收的水分是主要来源,且大部分是组装时进入元件和筒体内表面的。这些水分挥发进入SF6气体中时,随温度的变化而变化,温度越高,SF6气体湿度越大。
3、外界大气水分侵入。由于水蒸气分子直径比SF6气体分子直径小,在密封不好时,即使气体不泄漏也会有微量水分侵入,故对SF6设备严密性要求更高。
4、在补气或更换吸附剂时,由于操作不当或暴露时间长,造成水分遗留在气室中。
5、吸附剂有一定的饱和度,当吸附剂饱和后,若不及时更换,不但起不到除潮气作用,相反会使气室内微水含量增加。
三、SF6气体中水分的危害
SF6气体是一种稳定的惰性化合物,常温下不易发生化学反应,但在一定条件下如电弧高温下易分解成复杂的产物及不稳定粒子,在开关拉弧过程中吸收大量能量,起到灭弧作用;同时发生分解,吸收大量电子,降低电子再次冲击能量,也起到灭弧作用。上述过程结束后,大部分可重新复原成SF6分子。但是,如果SF6气体中含有杂质如空气、水分等,由电弧高温生成的活性粒子极易和这些杂质及设备金属材料化合生成危害极大的固态或气态酸性化合物,这些化合物不但会造成电气设备腐蚀,而且还会沉积在绝缘体表面,在温度降低时,可凝结成水露附着在绝缘件表面,使其绝缘程度大大降低,甚至引起绝缘件表面闪络,发生电气事故。
四、SF6气体的测量标准
目前已有国标GB50150-2006《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》和电力行业标准DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》,对SF6气体的微水含量作了明确规定,如下

五、控制SF6电气设备微水含量措施
1、严格控制新气体的微水含量。使用前,应对新气体进行检验,合格方可加注。2、降低SF6装置组成元件、器件内部和表面的存水,改善密封部件结构并选择优良的密封材料以防止外部水分渗入。3、安装和补气环境必须符合要求。选择天气晴朗干燥是进行作业,用新气吹尽减压阀及输气管内的空气和水分,用电吹风加热充气阀,使阀中水分挥发,以保证充气回路洁净干燥。4、及时更换吸附剂。严格按厂家使用说明书要求的烘干温度、时间及程序进行操作,定期更换,并对各室SF6气体检测。
六、SF6气体测试方法
目前普遍应用阻容法为代表的电子传感器式微水仪,主要具备以下特点,1、具备较好的精度,分辨率在±3μL/L左右;2、配有电子流量计,便于数据对比,减少样气损失;3、操作简便,快速测量;4、采用交直流两用电源,方便现场无操作电源;5、大屏幕显示测量曲线,便于观察测量过程;6、配置微型打印机,方便现场记录;7、接头配置完备,适应不同类型设备测试连接。
七、结束语
SF6的微水测量与监督是保证电气设备安全运行,防止电力生产中重大设备和人身事故的重要检测项目之一,贯穿该类设备全过程,从厂家生产制造设备、采购运输及施工安装、到于建设单位交接试运及大修预防试验,尤为关键,应掌握控制措施,严格控制水分含量。