SZH-20 SF6分解物分析儀雖然具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電氣性能,但是由于設(shè)計(jì)、材質(zhì)和工藝等原因使設(shè)備內(nèi)部存在絕緣缺陷和導(dǎo)電桿連接不良,引起SF6氣體和固體絕緣材料分解,乃至釀成事故,影響了電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行。 目前對(duì)SF6電氣設(shè)備的試驗(yàn)方法有電氣法和化學(xué)法。
的詳細(xì)介紹
特點(diǎn) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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技術(shù)參數(shù) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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附錄:應(yīng)用SF6分解物判斷SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的可行性分析 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一、關(guān)于SF6氣體及其在電力方面的應(yīng)用 SF6氣體常態(tài)下是一種無色、無味、無毒的不可燃?xì)鈶B(tài)氣體。比重約為空氣的五倍。其惰性與氮?dú)庀嗨疲哂?的化學(xué)穩(wěn)定性能,純態(tài)下即使在500゜C也不易分解。由于SF6有較強(qiáng)的電負(fù)性,使SF6氣體具有很高的絕緣強(qiáng)度;同時(shí),SF6的分解時(shí)需吸收大量的熱量,能使電弧迅速冷卻下來,而且具有*的分解復(fù)合性,復(fù)合后性能無明顯下降,因此,SF6氣體的滅弧能力相當(dāng)同等條件下空氣的100倍。 正是由于SF6氣體具有*的化學(xué)穩(wěn)定性能,具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧能力的電氣性能,是一種理想的絕緣介質(zhì),所以,在國內(nèi)外電氣設(shè)備中逐步替代了常規(guī)的絕緣油材料。充SF6氣體的電氣設(shè)備以其體積小、噪音低、維護(hù)工作量小等特點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用。 但是,正是由于SF6的穩(wěn)定性*,其溫室效應(yīng)還高于CO2,對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重,所以不論從經(jīng)濟(jì)或環(huán)境上來考慮,SF6氣體的泄露及排放都應(yīng)嚴(yán)格控制。(1992年,在巴西里約熱內(nèi)盧首腦會(huì)議上通過了自愿排放目標(biāo);1997年,在日本京都,165個(gè)國家通過了強(qiáng)制性排放目標(biāo)。) 二、SF6電氣設(shè)備在我國使用情況及其分解物的狀況 現(xiàn)今,采用SF6作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備主要有斷路器、變壓器、電纜、GIS站等。在我國,220V電壓等級(jí)的設(shè)備約有一半以上采用SF6氣體絕緣;330V電壓等級(jí)的設(shè)備將近100%采用SF6氣體絕緣;550V電壓等級(jí)的設(shè)備及GIS全部采用SF6氣體絕緣;在110KV及以上新建輸變電設(shè)備與城網(wǎng)改造中,SF6設(shè)備成為*;因此,及時(shí)測(cè)定SF6純度、濕度、泄露,分析SF6氣體分解物的含量并作出故障判斷與對(duì)故障部位的查找日益顯得重要。 工作中SF6氣體成分主要由SF6生產(chǎn)過程中混入的氣體雜質(zhì)及SF6在電氣設(shè)備經(jīng)電暈、火花和放電分解產(chǎn)生的各種有毒、腐蝕性氣體與固體分解產(chǎn)物。因此,工作中SF6氣體大致包含以下成分:空氣(O2,N2)、水氣(H2O)、礦物油、氟化亞硫酰(SOF2)、氟化硫酰(SO2F2)、四氟化硫(SF4)、四氟化硫酰(SOF4)、二氧化硫(SO2)、十氟化二硫(S2F10)、一氧十氟化二硫(S2F10O)、氟化氫(HF)、二硫化碳(CS2)、氟化銅(CuF2)、二氟二甲基硅[Si(CH3)2F2]及三氧化鋁(AlF3)等。詳細(xì)請(qǐng)參看下面國標(biāo)“DL/T 639-1997”附錄A和B。 工作場(chǎng)所中SF6氣體及具毒性分解物的容許含量
SF6氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
工作中的SF6氣體當(dāng)溫度超過500゜C后,才會(huì)開始分解。對(duì)于正常運(yùn)行的SF6電氣設(shè)備,其非電弧室中一般沒有分解產(chǎn)物,即使在有電弧的斷路器室、也因其分合速度快,又有良好的滅弧功能,再加上SF6的高復(fù)合性(復(fù)合率達(dá)99.8%以上),所以,不會(huì)有明顯的分解產(chǎn)物;對(duì)于故障的SF6電氣設(shè)備,則會(huì)因故障區(qū)域的高電弧放電及高溫產(chǎn)生大量的分解物,因此SF6分解物含量的測(cè)量對(duì)于預(yù)防可能產(chǎn)生的SF6故障及快速判斷SF6故障部位有很大的幫助。 三、SF6電氣設(shè)備內(nèi)部可能故障狀態(tài)分析及相應(yīng)分解物狀況 電氣設(shè)備內(nèi)部故障可分為局部放電和過熱兩大類,其中,局部放電又可細(xì)分為懸浮電位放電、電暈放電、火花放電和電弧放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體與固體絕緣材料分解產(chǎn)生氟化物和硫化物,因而,SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障狀態(tài)大致有以下幾種情況: 一)、懸浮電位放電 金屬對(duì)金屬的電位放電。故障主要表現(xiàn)為因動(dòng)觸頭與拉桿間的接觸不良和CT電容屏頂部固定螺絲松動(dòng)而引起金屬間懸浮電位放電。此類放電性故障一般能量不大,通常只會(huì)使SF6氣體分解;分解物主要有二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)及金屬氟化物等,同時(shí)可能會(huì)有少量的硫化氫(H2S)產(chǎn)生。 二)、導(dǎo)電桿接觸不良 因?qū)щ姉U連接接觸不良,導(dǎo)致故障點(diǎn)溫度過高。當(dāng)超過500゜C后,SF6開始分解;達(dá)到600゜C時(shí),鋁合金導(dǎo)電桿開始熔化,支撐固體絕緣材料分解。此類故障主要分解物有二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)、氟化硫酰和硫化氫(H2S)等。 三)、導(dǎo)電金屬對(duì)地放電 此類故障一般能量較大,主要表現(xiàn)為絕緣缺陷導(dǎo)致對(duì)地放電及氣體中導(dǎo)電顆粒雜質(zhì)引起對(duì)地放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體和固體絕緣材料分解,產(chǎn)生大量的二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)、氟化亞硫酰(SOF2)、金屬氟化物和硫化氫(H2S)等。 研究表明,電弧和電火花放電所產(chǎn)生的SF6氣體分解物中含有大量的SOF2而其它分解物很少,SOF2產(chǎn)生量的多少率直接取決于影響SF6的電弧能量的大小;內(nèi)部故障時(shí),還產(chǎn)生少量的四氟化硫(SF4)與四氟化硫酰(SOF4)等分解物,但在氧(O2)和水氣(H2O)雜質(zhì)影響下,此類分解物會(huì)再次反應(yīng),zui后生成較穩(wěn)定的二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)。參看以下方程式: 2SF4+O2→2SOF4 SF4+H2O→SOF2+2HF 2SOF4+H2O→3SOF2+2HF SOF2+H2O→SO2+2HF 因此,實(shí)際上四氟化硫(SF4)、四氟化硫酰(SOF4)與氟化亞硫酰(SOF2)等分解物的含量一般來說都是比較少的。 總結(jié)以上分析,SF6電氣設(shè)備故障時(shí)產(chǎn)生的分解物主要還是二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)和硫化氫(H2S)(因此一般對(duì)故障設(shè)備解體時(shí)有可能會(huì)嗅到臭雞蛋的味道);故障時(shí),分解的產(chǎn)物具有一定的特點(diǎn)和規(guī)律。所以,我們可以通過對(duì)分解物的主要成分的含量分析來預(yù)期檢出內(nèi)部故障和快速判斷內(nèi)部故障的位置。 四、關(guān)于SF6分解物在電氣設(shè)備內(nèi)部故障方面的應(yīng)用及未來發(fā)展展望 上面的分析中知道,內(nèi)部故障分解物的主要成分為二氧化硫(SO2)、氟化氫(HF)和硫化氫(H2S)。 因而,我們可以選定一種或二種成分進(jìn)行含量測(cè)試,這樣不僅檢測(cè)方便,而且*可能快速準(zhǔn)確的判斷設(shè)備內(nèi)部缺陷。建議以二氧化硫(SO2)和氟化氫(HF)或二氧化硫(SO2)與硫化氫(H2S)為檢測(cè)對(duì)象;二氧化硫(SO2)為主測(cè)對(duì)象,氟化氫(HF)或硫化氫(H2S)為輔測(cè)對(duì)象(從收集到的資料及根據(jù)各省中試院關(guān)于這方面的分析、實(shí)測(cè)來看,實(shí)際上,在微水雜質(zhì)的影響下,由于氟化氫(HF)的強(qiáng)酸腐蝕性,會(huì)與內(nèi)部金屬發(fā)生再反應(yīng),通常故障后檢測(cè)到的氟化氫(HF)含量都較小或有可能檢測(cè)不到,短時(shí)間內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量效果可能好些;另外,硫化氫(H2S)一般只有當(dāng)設(shè)備內(nèi)部故障且能量相當(dāng)時(shí)才會(huì)少量分解產(chǎn)生,有時(shí)亦難以檢測(cè);因此推薦以二氧化硫(SO2)為主測(cè)對(duì)象。 |