浅谈SF6断路器水分控制

方凯

摘要：SF6断路器以其优越的灭弧性能广泛运用于高压、超高压电网中。但水分的存在会对SF6断路器的电气性能及设备本身产生严重影响，本文从设备安装、运行维护、检修等方面简要分析了SF6断路器中水分产生的原因，提出了相应的解决方法。

关键词：SF6断路器、水分、控制

一、引言

SF6气体是良好绝缘介质和灭弧介质，近年来在高压断路器中越来越多的被采用。但是SF6气体用于断路器时对水分含量的控制必须有严格的要求，因为在电弧作用下，SF6分解物与水反应而产生出相当数量的有毒和强腐蚀性物质，这些物质对人和设备有很大的危害性，所以在SF6断路器中对水分的控制有重大意义。

二、SF6断路器中水分的来源

1、SF6气体本身存在一定的水分。国家标准规定[1]：新SF6气体中水分含量不得大于8μg/g(体积比为64μL/L)。SF6新气中的水分主要是生产过程中混入的。在向断路器充气或补气时，这些水分会直接进入断路器内部。另外SF6气瓶在存放过程中，如果存放时间过长，气瓶密封不严，大气中水分会向瓶内渗透，使SF6气体含水量升高。

2、零部件(尤其是绝缘材料)在装配前没有彻底干燥处理。其中含有的水分在电器设备运行后逸出。另外．即使零部件在组装后经过干燥处理。但其深层仍有水分存在。导致SF6气体的湿度超标。

3、设备安装时环境条件较差，空气湿度较大，在安装过程中水分进入断路器内部。在设备安装完毕后，没有严格按照技术标准和工艺要求抽真空。在设备内部水分没能彻底抽掉的情况下，就对设备充入SF6气体。

4、在设备安装时，漏装或没有及时更换用来吸附水分和有毒物质的吸附剂，或者吸附剂的吸附效果不佳，导致不能有效吸附SF6气体中的微量水分。

5、大气中的水分通过密封薄弱环节渗透到断路器内部。SF6断路器在长期的运行过程中，由于密封件老化、法兰腐蚀等原因，导致密封部位密封状况恶化，大气中的水分进入开关内部，导致微水超标。

三、SF6断路器中水分的预防及处理

通过以上分析，我们得出了SF6断路器中水分的几个主要来源，针对各个环节，提出以下控制措施：

1、SF6气体要规范存放及管理。SF6气体必须经SF6气体质量监督管理中心抽检合格，并出具检测报告后方可使用[2]。SF6气瓶的搬运和保管，应符合下列要求：

（1）SF6气瓶的安全帽、防震圈应齐全，安全帽应拧紧；搬运时应轻装轻卸，严禁抛掷溜放。

（2）气瓶应存放在防晒、防潮和通风良好的场所；不得靠近热源和油污的地方，严禁水分和油污沾在阀门上。

（3）SF6气瓶与其他气瓶不得混放。[3]

此外，SF6气瓶存放时间超过半年以上时，在使用前应进行抽检，以防止在放置期间可能引起的成分改变。

2、绝缘材料：零部件装配前的干燥处理，为了控制设备中的水分，SF6电器设备充气腔部分的零部件一定要进行烘干处理，以使零部件内部的水分析出。烘干温度根据材料而定。表一给出了不同种类零部件的烘干工艺[4]。

3、SF6断路器的安装，应在无风沙、无雨雪的天气下进行；灭弧室检查组装时，空气相对湿度应小于80%，并采取防尘，防潮措施。

SF6气体的充注应符合下列要求：[3]

充注前，充气设备及管路应洁净、无水分、无油污；管路连接部分应无渗漏。

气体冲入前应按产品的技术规定对设备内部进行真空处理；

当气室已充有SF6气体，且含水量检验合格时，可直接补气。

充气过程中，应将气瓶平放，底部垫高约30°使气瓶的出口处于液态，充气的阀门不宜打开过大．压力不宜过高，使气室压力缓慢上升．充气管路不结霜充气的速度以气源的压力比气室的压力高约l0kPa为宜。当气瓶内压力降到0．1MPa时，由于气瓶内气体杂质较多，应停止充气。

SF6气体注入设备后必须进行湿度试验，且应对设备内气体进行SF6纯度检测，必要时进行气体成分分析。

4、吸附剂从干燥装置(或密封包装)内取出至安装完毕，在空气中暴露的时间要尽可能短。吸附剂装入SF6电气设备后迅速密封气室。目前，国内大多数厂家都采用静态吸附。将一定量的吸附剂静止地放入容器中，依靠气体的自然对流．使其扩敏到吸附层表面来完成吸附过程。这种吸附方式结构简单，吸附速度较慢，主要是吸附分解的气体和水分。

用于吸附SF6电弧分解产物和水分的吸附剂应具有以下基本特性：

a.选择性好，一种吸附剂最好同时吸附多种分解产物，但不吸附SF6。

b.吸附能力强，通常以吸附剂的吸附量来表示吸附能力的强弱。

大量试验表明，F一03吸附剂是目前国内具有高效吸附能力的一种吸附剂，它对低氟化合物的吸附能力较强，特别是对S2F10O可使其浓度降至1ppm(V)以下，最为重要的是它能严格控翩SF6气体中水分的含量，所以使用F一03吸附剂对净化SF6气体有较好的效果。[5]

5、加强SF6断路器的交接预试及运行维护管理。

交接验收时，在20℃，1个标准大气压下，开关灭弧室内SF6气体湿度允许标准值为≤150μL/L，运行允许值为≤300μL/L[1]。运行中应巡视检查气体密度表，产品年漏气率应小于0.5%[2]。SF6断路器所配的密度继电器需定期校验。运行过程中如发现SF6气体压力异常降低，应立即安排检漏。目前省公司给各地市局配备了红外SF6检漏仪，通过SF6气体与正常空气红外辐射的差异进行检漏。此种检漏仪可以对带电设备进行检漏，但对检漏当天的天气、风向、操作人员的分辨能力、细心程度都有较高的要求，对SF6泄露较为明显的情况检出概率较大。检漏仪能进行大范围的检漏，找出泄露面后配合肥皂泡法能找出具体的泄露点，结合厂家处理方案安排处理。在处理结束24h后还应对处理过的断路器进行微水测量。

具体气体处理流程如图一所示：

四、结语

综上所述，SF6断路器中所用的SF6气体的纯度要求很高，对水分含量的要求也很高。过多水分的存在会降低SF6气体的绝缘性能及灭弧能力，导致断路器事故的发生。同时，SF6的水解产物多为有毒气体，发生泄漏会危及人身安全。SF6断路器在电力系统广泛应用决定了SF6气体技术监督的重要性，在断路器投运前要进行严格的水分处理，在运行过程中要定期跟踪监测微水含量及漏气量。SF6气体数据异常时要及时正确地判定、处理，将设备隐患消灭在萌芽状态，防止事故发生。保证安全生产。

参考文献

[1]GB／T8905—1996．六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则[S].

[2]《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）及编制说明》[M]（中国电力出版社）.

[3]《电气装置安装工程施工及验收规范合编》[M]（中国计划出版社）.

[4]侯翊，杨洪德《浅谈SF6断路器气体水分含量的控制与处理》[J]国际电力05年10月.

[5]赵桂云《SF6气体中水分的控制及吸附剂的选用》[J]吉林电力技术1993年第一期.