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SF6开关的控制措施及测试方法

日期:2012-08-06 11:34:00 点击:
用SF6气体作为绝缘或灭弧介质的中高压开关电器设备广泛运用于输配电系统中,而SF6气体中的水分含量是影响电器设备安全运行的重要指标,除在产品生产过程中须严格控制外,设备投入运行后,还应定期取样测定,分析变化原因,掌握变化规律。使水分含量在正常范围内,保证电器设备的使用安全。

 

1、SF6开关气体测试原理及现场试验方法
      SF6开关中含有水分,不仅对绝缘件和金属部件产生腐蚀,还在它的表面产生凝结水,附在绝缘件的表面,而造成沿面闪络。因此,对SF6设备中的水分有严格的控制标准。
      现场对SF6开关的试验方法是通过测试接头,聚四氟乙烯管将开关设备内的气体导人到测试设备内。在测试北开、平开及如皋的多种型号SF6断路器时,发现在上紧厂家配备的测试接头过程中,会带动聚四氟乙烯管一起转动。这时就容易造成聚四氟乙烯管口的破裂,使开关内的SF6发生泄漏,威胁到设备的稳定运行和试验人员的安全。并且,由于气路直接连接到湿度仪上,当接头接通气体的瞬间,气压会冲击到湿度仪,易造成湿度仪的损坏。


2、处理方案
      针对试验过程中发生的情况,由于聚四氟乙烯连管的转动主要是由于连管随接头一起转动造成的,若制作一个转接阀,就可以解决连管随测试接头一起转动的问题,从而避免连管管口破裂。针对连管转动,我们制作了带针型阀的转接接头,工作原理:将针型阀关闭后先与SF6湿度测试接头连接,然后接上测试接头,并检查连接处无泄漏,连上聚四氟乙烯管,打开针型阀,进行测试。测试完成后,关闭针型阀,取下连管,最后取下接头。通过分解连接过程,使连管不至于在上接头时一起转动,避免了因此造成的连管破裂。


3、SF6充气开关的主要问题


3.1 固体杂质的影响


      固体杂质的来源一般有以下几种情况,一是设备在出厂时没有处理干净,另一个是开关在工作时,金属之间的磨损导致金属构件脱落而来的,还有在化学反应过程中分解的粉尘颗粒。这些杂质对SF6气体的击穿电压有很大的影响,杂质的大小,形状,材料和位置对击穿电压影响的大小都是有关系的。


3.2 温度和湿度的影响


      SF6断路器在实际工作过程中,工作人员会普遍发现。在不同的季节也就是在不同的温度下同一台设备所测得水分含量的数据是不同的,在低温的情况下微水的含量小,相反在高温时水含量就会高一些。环境的湿度对部件中水分的影响,主要是在存放和组装过程中,所以可以再组装之前先对部件进行烘干处理,组装环境的温度25摄氏度左右,相对湿度要控制在60%以下。归根结底,温度和湿度的影响到微量水和有毒气体的含量,使其对设备产生影响。

3.3 SF6气体中的水分的潜在危害


      SF6气体中水分的含量对开关设备的安全运行有一定的影响,水分含量过大,使气体中酸性腐蚀性的气体HF和SOF2的含量增加,开关绝缘容易受潮,绝缘性下降,存在着安全隐患。一般认为SF6断路器在正常运行情况下,有害气体的分解量不应大于10-4量级。这些有毒气体对金属器件和绝缘器件会产生腐蚀作用,如果微量水的存在就会加重腐蚀了,某些分解产物,还具有毒性,如果发生泄漏对工作人员的健康和周围的环境都很构成威胁。


3.4 SF6的压力影响


      漏气率一直是各生产厂家和用户关注的焦点。SF6充气柜年漏气率都在1以下。开关使用寿命一般都在30年左右。密封要考虑到密封元件的压缩量、寿命、老化、可靠性方面的因素。


      当箱体内SF6气体压力下降到大气压力时,似乎内外压力相等,气体不存在泄漏。但从渗透角度考虑,箱体内SF6气体浓度显然高于柜外,SF6气体仍向外渗出,反之箱体外空气浓度高于箱体内,空气又将通过缝隙进入箱体内。时间一长,虽然箱体内气体压力仍为大气压强,但气体成分发生变化。SF6气体所占百分比减少,待SF6比例降到40时,有可能由于绝缘性能下降而导致事故,因此,密封问题必须重视。


      SF6负荷开关普遍采用密封圈来实现气体的动静密封(ABB的SFG、施耐德的RM6开关);也有极个别采用不锈钢焊接和密封圈相结合的密封形式(VEI的SF开关);C-GIS充气柜的密封方式有焊接密封、密封圈密封及金属波纹管密封等。现在有一种比较先进的密封方式是将使用密封圈的动密封改为静密封的磁流体动密封,这种方式一方面提高了传动效率,另一方面避免密封圈容易损坏的可能。


      采用焊接密封,要保证焊缝的气密性,一般焊接设备和焊接技术达不到要求,至少要用氩弧焊或激光焊接设备进行焊接,以保证焊接质量。常用的SF6气体检漏方法有2种:一是定性检漏即查漏点;二是定量检漏即密封24h后测量密封容积内的气体浓度来推算年泄漏率。



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