六氟化硫氣體微水儀廠家淺談水分對SF6電氣設備的影響及控制措施
水分對SF6氣體和SF6設備的影響
① SF6氣體含水量比較高的時候，在絕緣材料表面結露的現(xiàn)象便會極易發(fā)生，這會致使設備絕緣下降，在嚴重的時候會發(fā)生閃絡擊穿等事故。經由電弧的作用下，含水量比較高的SF6氣體被分解，多種水解反應會在SF6氣體和水分中產生，產生WO3、CUF2、WOF4等等的粉沫狀絕緣物，其中的CUF2具有吸濕性十分強烈這樣的顯著特點，附著于絕緣件的表面，使得沿面的閃絡電壓下降，HF、H2SO3又具有腐蝕性極強這一特點，對于設備固體有機材料以及金屬都會有很大的腐蝕作用，這也導致設備的使用壽命被縮短了。
② 含水量比較高的SF6氣體，許多化合物會在電弧的作用下產生，這便影響了SF6氣體的純度，也相對減少了SF6氣體介質中的復原數(shù)量，還有某些物質使得分解物的還原被阻礙，導致其影響到了SF6氣體的滅弧能力。
③ 含水量較高的SF6氣體，很多的化合物，諸如WO2、SOF4、SO2F2、SO2等，會在電弧作用下產生，伴隨著水分的增加，其中的SOF2、SO2的含量也會相應增加，且和其增加的水分發(fā)生一些反應，從而生成WO2、HF、H2SO3等等的新的有害物質，從而進一步造成對設備的危害。
④ SF6氣體在常溫下是很穩(wěn)定的，溫度低于500℃時也不會自行進行分解，但是當水分的含量比較高的時候，溫度高于200℃的時候便有可能會有水解反應的發(fā)生，生成HF、H2SO3、SOF2以及SO2F2這樣的有害有毒雜質，在所有酸當中，腐蝕性較強的當屬HF。HF對于絕緣材料以及金屬材料的腐蝕性是非常大的，其強大的腐蝕性對于電瓷和玻璃也不例外，而且還會對人體產生一定的危害，其在環(huán)境溫度較低的時候會凝結成露水附在零件表面，在絕緣體表面，便可能產生沿面放電從而致使擊穿事故的產生。
⑤ 在電弧作用下，SF6會分解，因為水分會使得低氟化物的水解速度加快，生成氣體SOF2。在0℃的時候，SOF2和水的反應很慢，但是它和溶于HF中的水可發(fā)生瞬時反應，生成SO2以及HF水分的增加也會使得反應速度加快。
⑥ 在電弧將SF6分解為原子態(tài)S以及F的時候，同一時間，觸頭會蒸發(fā)大量的金屬Cu以及W蒸汽，在高溫之下，這種蒸汽和SF6會發(fā)生反應從而產生金屬氟化物和低氟化物，生成的SOF2和HS都是劇毒，HF還會和含SiO2元件發(fā)生反應，從而腐蝕固體元件表面。
⑦ 通常情況下，在SF6氣體中存在的水分不會對開關裝置的絕緣產生明顯影響。但是當其在絕緣件的表面以液態(tài)的形式存在的話，便會降低沿絕緣件表面的電阻，改變絕緣件的電場。經過試驗表明，附著于絕緣件表面的水分會使得絕緣件沿面放電電壓下降到無水時候的60%～80%。
⑧ 在運行當中也會發(fā)生SF6氣體中的水分結霜這樣的問題。在設備的內部當中的SF6氣體的水分產生結霜之后，絕緣件的溫度回升至零度的時候，絕緣件表面的霜便會融成水且也是因為這一點而使得絕緣件的絕緣強度降低。通常會認為，只需將設備中SF6氣體的水分降致使其露點比0℃低，水分便會直接成霜，即可避免水分對于絕緣的負面影響。但是這種認識是片面的。倘若露點溫度為0℃，這個時候，霜便開始融化為水。在使用的過程中這是經常會發(fā)生的，這便一定會使得設備的絕緣程度降低。也只有當升溫的過程非常慢，且當霜的溫度沒有達到0℃前便升華為水氣的時候，水才不會呈現(xiàn)出液態(tài)。霜變?yōu)樗怯缮郎氐某潭纫约奥饵c的高低還有SF6氣體的多少和設備內水分的多少這幾個因素決定的。
設備中SF6氣體的水分控制措施
在SF6設備當中，應用下列辦法來控制SF6氣體中的水分含量。
① 應將SF6新氣體抑或是再生氣體的含水量加以嚴格地控制，不可超過國家標準。運行當中SF6氣體的含水量可以高一些，但是不可以超過國家所規(guī)定的SF6氣體運行中的標準值。補充SF6氣體時對存放半年以上的氣瓶，使用前，應復測其中的氣體微水含量。國家標準中新SF6氣體的含水量不得高于8ppmw。
GB50150-91、DL/T596-1996規(guī)程規(guī)定的SF6氣體含水量見表1和表2。
② 改善SF6高壓電器設備在組裝和維修檢查過程中的環(huán)境狀況，監(jiān)測環(huán)境的空氣濕度，工作現(xiàn)場空氣濕度不得大于80%，安裝檢修人員須遵循與之相關的工藝的要求在現(xiàn)場來對其進行組裝和維修以此來使設備內絕緣件以及部件的清潔程度加以保持，因為，當一些污物在絕緣件的表面存在時，會使得絕緣件的表面絕緣電阻降低至幾個數(shù)量級，從而導致絕緣件沿面放電電壓會大大下降。試驗以及理論分析已經明，當能夠降低絕緣電阻的污物不在絕緣件表面存在的時候，凝結水本身不會讓其沿面絕緣能力大幅度降低。也就是說，保持絕緣件表面的清潔在組裝以及維修的時候是必須要做到的。在組裝之前，可以利用丙酮擦干凈其表面，在使用時也要保絕緣件表面的清潔。應保存良好充補氣管道，充補氣之前，應當徹底沖洗干凈管道，防止水分進到設備內部。
③ 要將SF6設備密封材料的質量以及密封部位的結構加以改善，且要選擇質量上乘的密封材料用來防止水分滲入設備內部，避免使用含水量高的絕緣和密封材料。吸附劑是很容易就會受潮的，所以要烘干處理安裝于SF6設備內的吸附劑。在200℃的烘干溫度下要烘干時間12小時，在300℃的溫度下要烘干4～8小時。烘干的吸附劑要置于密封干燥的容器當中冷卻至稍稍比室溫高之后快速置于設備內部，其在空氣中的暴露時間不能超過10分鐘。
④ 安裝檢修人員應嚴格按相關的工藝要求進行組裝或維修，對接面應涂抹防水密封膠，對接密封面緊固螺栓的緊固應嚴格按照力矩要求均勻緊固，保密封面密封良好，防止大氣當中的水汽經由SF6設備密封薄弱環(huán)節(jié)滲透進入設備內部。
總而言之，水分對與SF6氣體以及設備的影響是非常大的，SF6氣體中水分含量的多少直接關系到SF6氣體絕緣強度的高低和設備的安全運行。在SF6設備中，應嚴格控制SF6氣體中的微水含量。只有把SF6氣體中微水含量控制在國家標準規(guī)定的范圍內，才能使水分對SF6氣體以及設備的影響降至較低，才可以保SF6氣體的絕緣強度的穩(wěn)定以及設備的安全運行。
信息來源：www.yztpdq.com 信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司生技部
① SF6氣體含水量比較高的時候，在絕緣材料表面結露的現(xiàn)象便會極易發(fā)生，這會致使設備絕緣下降，在嚴重的時候會發(fā)生閃絡擊穿等事故。經由電弧的作用下，含水量比較高的SF6氣體被分解，多種水解反應會在SF6氣體和水分中產生，產生WO3、CUF2、WOF4等等的粉沫狀絕緣物，其中的CUF2具有吸濕性十分強烈這樣的顯著特點，附著于絕緣件的表面，使得沿面的閃絡電壓下降，HF、H2SO3又具有腐蝕性極強這一特點，對于設備固體有機材料以及金屬都會有很大的腐蝕作用，這也導致設備的使用壽命被縮短了。
② 含水量比較高的SF6氣體，許多化合物會在電弧的作用下產生，這便影響了SF6氣體的純度，也相對減少了SF6氣體介質中的復原數(shù)量，還有某些物質使得分解物的還原被阻礙，導致其影響到了SF6氣體的滅弧能力。
③ 含水量較高的SF6氣體，很多的化合物，諸如WO2、SOF4、SO2F2、SO2等，會在電弧作用下產生，伴隨著水分的增加，其中的SOF2、SO2的含量也會相應增加，且和其增加的水分發(fā)生一些反應，從而生成WO2、HF、H2SO3等等的新的有害物質，從而進一步造成對設備的危害。
④ SF6氣體在常溫下是很穩(wěn)定的，溫度低于500℃時也不會自行進行分解，但是當水分的含量比較高的時候，溫度高于200℃的時候便有可能會有水解反應的發(fā)生，生成HF、H2SO3、SOF2以及SO2F2這樣的有害有毒雜質，在所有酸當中，腐蝕性較強的當屬HF。HF對于絕緣材料以及金屬材料的腐蝕性是非常大的，其強大的腐蝕性對于電瓷和玻璃也不例外，而且還會對人體產生一定的危害，其在環(huán)境溫度較低的時候會凝結成露水附在零件表面，在絕緣體表面，便可能產生沿面放電從而致使擊穿事故的產生。
⑤ 在電弧作用下，SF6會分解，因為水分會使得低氟化物的水解速度加快，生成氣體SOF2。在0℃的時候，SOF2和水的反應很慢，但是它和溶于HF中的水可發(fā)生瞬時反應，生成SO2以及HF水分的增加也會使得反應速度加快。
⑥ 在電弧將SF6分解為原子態(tài)S以及F的時候，同一時間，觸頭會蒸發(fā)大量的金屬Cu以及W蒸汽，在高溫之下，這種蒸汽和SF6會發(fā)生反應從而產生金屬氟化物和低氟化物，生成的SOF2和HS都是劇毒，HF還會和含SiO2元件發(fā)生反應，從而腐蝕固體元件表面。
⑦ 通常情況下，在SF6氣體中存在的水分不會對開關裝置的絕緣產生明顯影響。但是當其在絕緣件的表面以液態(tài)的形式存在的話，便會降低沿絕緣件表面的電阻，改變絕緣件的電場。經過試驗表明，附著于絕緣件表面的水分會使得絕緣件沿面放電電壓下降到無水時候的60%～80%。
⑧ 在運行當中也會發(fā)生SF6氣體中的水分結霜這樣的問題。在設備的內部當中的SF6氣體的水分產生結霜之后，絕緣件的溫度回升至零度的時候，絕緣件表面的霜便會融成水且也是因為這一點而使得絕緣件的絕緣強度降低。通常會認為，只需將設備中SF6氣體的水分降致使其露點比0℃低，水分便會直接成霜，即可避免水分對于絕緣的負面影響。但是這種認識是片面的。倘若露點溫度為0℃，這個時候，霜便開始融化為水。在使用的過程中這是經常會發(fā)生的，這便一定會使得設備的絕緣程度降低。也只有當升溫的過程非常慢，且當霜的溫度沒有達到0℃前便升華為水氣的時候，水才不會呈現(xiàn)出液態(tài)。霜變?yōu)樗怯缮郎氐某潭纫约奥饵c的高低還有SF6氣體的多少和設備內水分的多少這幾個因素決定的。
設備中SF6氣體的水分控制措施
在SF6設備當中，應用下列辦法來控制SF6氣體中的水分含量。
① 應將SF6新氣體抑或是再生氣體的含水量加以嚴格地控制，不可超過國家標準。運行當中SF6氣體的含水量可以高一些，但是不可以超過國家所規(guī)定的SF6氣體運行中的標準值。補充SF6氣體時對存放半年以上的氣瓶，使用前，應復測其中的氣體微水含量。國家標準中新SF6氣體的含水量不得高于8ppmw。
GB50150-91、DL/T596-1996規(guī)程規(guī)定的SF6氣體含水量見表1和表2。
② 改善SF6高壓電器設備在組裝和維修檢查過程中的環(huán)境狀況，監(jiān)測環(huán)境的空氣濕度，工作現(xiàn)場空氣濕度不得大于80%，安裝檢修人員須遵循與之相關的工藝的要求在現(xiàn)場來對其進行組裝和維修以此來使設備內絕緣件以及部件的清潔程度加以保持，因為，當一些污物在絕緣件的表面存在時，會使得絕緣件的表面絕緣電阻降低至幾個數(shù)量級，從而導致絕緣件沿面放電電壓會大大下降。試驗以及理論分析已經明，當能夠降低絕緣電阻的污物不在絕緣件表面存在的時候，凝結水本身不會讓其沿面絕緣能力大幅度降低。也就是說，保持絕緣件表面的清潔在組裝以及維修的時候是必須要做到的。在組裝之前，可以利用丙酮擦干凈其表面，在使用時也要保絕緣件表面的清潔。應保存良好充補氣管道，充補氣之前，應當徹底沖洗干凈管道，防止水分進到設備內部。
③ 要將SF6設備密封材料的質量以及密封部位的結構加以改善，且要選擇質量上乘的密封材料用來防止水分滲入設備內部，避免使用含水量高的絕緣和密封材料。吸附劑是很容易就會受潮的，所以要烘干處理安裝于SF6設備內的吸附劑。在200℃的烘干溫度下要烘干時間12小時，在300℃的溫度下要烘干4～8小時。烘干的吸附劑要置于密封干燥的容器當中冷卻至稍稍比室溫高之后快速置于設備內部，其在空氣中的暴露時間不能超過10分鐘。
④ 安裝檢修人員應嚴格按相關的工藝要求進行組裝或維修，對接面應涂抹防水密封膠，對接密封面緊固螺栓的緊固應嚴格按照力矩要求均勻緊固，保密封面密封良好，防止大氣當中的水汽經由SF6設備密封薄弱環(huán)節(jié)滲透進入設備內部。
總而言之，水分對與SF6氣體以及設備的影響是非常大的，SF6氣體中水分含量的多少直接關系到SF6氣體絕緣強度的高低和設備的安全運行。在SF6設備中，應嚴格控制SF6氣體中的微水含量。只有把SF6氣體中微水含量控制在國家標準規(guī)定的范圍內，才能使水分對SF6氣體以及設備的影響降至較低，才可以保SF6氣體的絕緣強度的穩(wěn)定以及設備的安全運行。
信息來源：www.yztpdq.com 信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司生技部
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