作业帮SF6设备中水分的危害有哪些?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/29 13:39:23
SF6设备中水分的危害有哪些?
SF6设备中水分的危害有哪些?
近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象,这对电网的安全运行构成了严重的威胁.文章从水分的来源入手,分析了各种因素对SF6气体中含水量发生的影响；探讨了含水量标准现存的问题,以及测量的仪器、方法和置信度等问题,并提出了降低含水量的办法.
SF6气体优异的绝缘与灭弧性能,使SF6开关设备得到了广泛的使用.在我国SF6断路器的使用量：500 kV电网为100%；330 kV电网在60%以上；220 kV电网近20%；在35～110 kV系统的使用量也逐年增加.
近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象,其起因多属制造和组装工艺不良所致.以500 kV SF6断路器为例,在运行条件基本相同的情况下,法国M．G公司的FA系列和法国的FX-32DL型SF6断路器微水超标的台数占该型断路器投运量的40%,而三菱、日立和西门子公司生产的SFM-550、OFPT-50和3AS5型SF6断路器却未发现这种问题,看来与法国生产技术条件要求不严格有关.当然,微水超标的现象也与下列因素有关,诸如：现行标准没有涉及到环境温度因素；环境温度对微水测量值有影响,以及由于使用测量仪器的不同而引起测量误差等等.这是本文需要重点评述的问题.
1 开关设备中水分的来源与危害
1.1 水分的来源
1.1.1 SF6新气中固有残留水分.这是由于生产工艺过程中不可能绝对排除水分的缘故.
1.1.2 设备零部件,特别是环氧树脂支撑件和拉杆中吸收的水分是最主要的水源,且大部分是在组装时进入元件和容器内表面的.这些存在于硬件中的水分,在某些条件下还可以扩散到SF6气体中.
1.1.3 外部侵入的水分.
1.2 SF6气体中水分的危害
1.2.1 SF6气体中混杂的水分通常以水蒸汽形式存在.在较低温度下,水蒸汽可能凝结成露附着在零件表面,如附着在绝缘件表面就有可能产生沿面放电.实际上SF6开关设备的内绝缘事故主要是由SF6气体中水分凝露造成的.
1.2.2 水分的危害更主要的是在电弧作用下SF6气体分解过程中产生反应.在电弧或电晕高温作用下,SF6将被分解为SF4,SO2F2(氟化硫酰),SOF2(氟化亚硫酰),HF和SO2等有毒物质.生成物HF(氢氟酸)是所有酸中腐蚀性最强的,SO2遇水会生成亚硫酸H2SO3,这也是有腐蚀性的物质.由此看来,如SF6气体中含有水分,不仅降低设备的绝缘强度,而且危害人体健康,因而控制SF6气体中水分含量是十分必要的.
2 环境温度对SF6气体中水分含量的影响
在对SF6断路器进行微水测量时发现,对同一台断路器,由于测量时环境温度不同,其测量结果相差很大,且微水测量值随环境温度的增高而增大.
在英文杂志《Electrical World》—1992,206(3)P58～60的“减少GIS中的水分提高可靠性”一文中对此问题是这样论述的：“水分子通过两种不同的机理存在于硬件中：吸收和吸附.水分在某些条件下可扩散入SF6中.
3 减小测量误差增大测量数值的可比性
《高电压技术》1988年第1期“运行中SF6气体水分含量的测试及研究”一文指出,气体微水测试仪的不同及测试技术上的差异对测试结果影响很大,对同一气瓶使用10种仪器进行测定,结果最大为70.5×10-6,最小为3.0×10－6,相差23.5倍.
4 我国现行SF6气体中水分含量的标准问题
我国现行标准中均未涉及环境温度因素.因此,难以确定在不同环境温度下测得SF6气体含水量是否符合标准的要求.但鉴于SF6开关设备的结构各异,难以确定一个通用的SF6气体含水量与环境温度的关系曲线.
5 减少含水量的推荐措施
① 减少SF6开关设备制造期水分的残留量.
② 设备在自然环境下安装时间,最好安排在高温季节,以便多抽出一些设备中放出的水分.
③ 从防止水分侵入角度出发,增强密封结构的严密性.
④ GIS内每个气隔单元都应安放吸附剂.最好选用F-03型吸附剂,这种吸附剂不仅能消除水分,还能有效地消除电弧分解物.同时减少了电弧分解物对人体和电器设备的危害.
近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象,这对电网的安全运行构成了严重的威胁.文章从水分的来源入手,分析了各种因素对SF6气体中含水量发生的影响；探讨了含水量标准现存的问题,以及测量的仪器、方法和置信度等问题,并提出了降低含水量的办法.
SF6气体优异的绝缘与灭弧性能,使SF6开关设备得到了广泛的使用.在我国SF6断路器的使用量：500 kV电网为100%；330 kV电网在60%以上；220 kV电网近20%；在35～110 kV系统的使用量也逐年增加.
近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象,其起因多属制造和组装工艺不良所致.以500 kV SF6断路器为例,在运行条件基本相同的情况下,法国M．G公司的FA系列和法国的FX-32DL型SF6断路器微水超标的台数占该型断路器投运量的40%,而三菱、日立和西门子公司生产的SFM-550、OFPT-50和3AS5型SF6断路器却未发现这种问题,看来与法国生产技术条件要求不严格有关.当然,微水超标的现象也与下列因素有关,诸如：现行标准没有涉及到环境温度因素；环境温度对微水测量值有影响,以及由于使用测量仪器的不同而引起测量误差等等.这是本文需要重点评述的问题.
1 开关设备中水分的来源与危害
1.1 水分的来源
1.1.1 SF6新气中固有残留水分.这是由于生产工艺过程中不可能绝对排除水分的缘故.
1.1.2 设备零部件,特别是环氧树脂支撑件和拉杆中吸收的水分是最主要的水源,且大部分是在组装时进入元件和容器内表面的.这些存在于硬件中的水分,在某些条件下还可以扩散到SF6气体中.
1.1.3 外部侵入的水分.
1.2 SF6气体中水分的危害
1.2.1 SF6气体中混杂的水分通常以水蒸汽形式存在.在较低温度下,水蒸汽可能凝结成露附着在零件表面,如附着在绝缘件表面就有可能产生沿面放电.实际上SF6开关设备的内绝缘事故主要是由SF6气体中水分凝露造成的.
1.2.2 水分的危害更主要的是在电弧作用下SF6气体分解过程中产生反应.在电弧或电晕高温作用下,SF6将被分解为SF4,SO2F2(氟化硫酰),SOF2(氟化亚硫酰),HF和SO2等有毒物质.生成物HF(氢氟酸)是所有酸中腐蚀性最强的,SO2遇水会生成亚硫酸H2SO3,这也是有腐蚀性的物质.由此看来,如SF6气体中含有水分,不仅降低设备的绝缘强度,而且危害人体健康,因而控制SF6气体中水分含量是十分必要的.
2 环境温度对SF6气体中水分含量的影响
在对SF6断路器进行微水测量时发现,对同一台断路器,由于测量时环境温度不同,其测量结果相差很大,且微水测量值随环境温度的增高而增大.
在英文杂志《Electrical World》—1992,206(3)P58～60的“减少GIS中的水分提高可靠性”一文中对此问题是这样论述的：“水分子通过两种不同的机理存在于硬件中：吸收和吸附.水分在某些条件下可扩散入SF6中.
3 减小测量误差增大测量数值的可比性
《高电压技术》1988年第1期“运行中SF6气体水分含量的测试及研究”一文指出,气体微水测试仪的不同及测试技术上的差异对测试结果影响很大,对同一气瓶使用10种仪器进行测定,结果最大为70.5×10-6,最小为3.0×10－6,相差23.5倍.
4 我国现行SF6气体中水分含量的标准问题
我国现行标准中均未涉及环境温度因素.因此,难以确定在不同环境温度下测得SF6气体含水量是否符合标准的要求.但鉴于SF6开关设备的结构各异,难以确定一个通用的SF6气体含水量与环境温度的关系曲线.
5 减少含水量的推荐措施
① 减少SF6开关设备制造期水分的残留量.
② 设备在自然环境下安装时间,最好安排在高温季节,以便多抽出一些设备中放出的水分.
③ 从防止水分侵入角度出发,增强密封结构的严密性.
④ GIS内每个气隔单元都应安放吸附剂.最好选用F-03型吸附剂,这种吸附剂不仅能消除水分,还能有效地消除电弧分解物.同时减少了电弧分解物对人体和电器设备的危害.