SF6斷路器的應(yīng)用分析

　　早期的GIS因?yàn)榧庸すに嚨脑?，出現(xiàn)了比較多的漏氣現(xiàn)象，GIS內(nèi)部用于分割氣室和支撐導(dǎo)電桿的盆式絕緣子發(fā)生過(guò)一些閃絡(luò)故障，現(xiàn)在這些問(wèn)題已經(jīng)得到了初步的解決。省內(nèi)也有幾臺(tái)110kV的GIS投運(yùn)了，情況還是比較好的。但是也出了一些問(wèn)題，例如，上安電廠的500kVGIS是法國(guó)梅蘭日蘭公司（也叫MG公司）的產(chǎn)品，共有五組斷路器，在投運(yùn)后一年左右的時(shí)候，有一臺(tái)斷路器的斷口發(fā)生了閃絡(luò)，造成了比較嚴(yán)重的后果；還有一次，這臺(tái)GIS有一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)氣室內(nèi)發(fā)出了流水似的聲音，通過(guò)探視孔看進(jìn)去也沒(méi)有看到有電暈或放電火花類(lèi)的亮光，經(jīng)過(guò)分析后判斷為某個(gè)帶電的導(dǎo)體固定的不夠堅(jiān)固，或者螺絲松動(dòng)，后來(lái)法國(guó)公司來(lái)人進(jìn)行處理時(shí)發(fā)現(xiàn)是隔離開(kāi)關(guān)屏蔽罩的固定螺絲松動(dòng)，屏蔽罩在電動(dòng)力的作用下震動(dòng)，發(fā)出的聲響。 來(lái)源:http://www.hvsi.cn

　　 GIS的主要元件中，斷路器的結(jié)構(gòu)與落地罐式斷路器大致相當(dāng)，多采用壓氣式結(jié)構(gòu)；CT都是套管式CT，這時(shí)GIS的一個(gè)好處，即可以減少一個(gè)一次元件；PT現(xiàn)在大都采用電磁式PT；現(xiàn)在的避雷器都采用了ZnO避雷器；母線有三項(xiàng)共箱式的，也有單相的。 5．SF6斷路器的操作機(jī)構(gòu)：

　　 SF6斷路器的操作機(jī)構(gòu)和高壓少油斷路器的操作機(jī)構(gòu)的在種類(lèi)上沒(méi)有什么區(qū)別，在早期，SF6斷路器的機(jī)構(gòu)大多采用液壓機(jī)構(gòu)，后來(lái)隨著SF6斷路器斷口數(shù)的減少和操作功的減小，彈簧機(jī)構(gòu)越來(lái)越多的應(yīng)用到SF6斷路器上，而在超高壓SF6斷路器上大多采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)或液壓機(jī)構(gòu)。以后我們?cè)诮Y(jié)合LW8-35來(lái)講一講彈簧機(jī)構(gòu)。

　　 6．SF6氣體的管理和試驗(yàn)：

　　對(duì)于SF6氣體我們現(xiàn)在的管理是比較嚴(yán)格的，因?yàn)樗馁|(zhì)量直接影響到SF6斷路器的開(kāi)斷性能和使用壽命。

　　對(duì)于新的SF6氣體我們要求作氣體的全分析，氣體的全分析一共包括九項(xiàng)內(nèi)容：

　　 1．空氣含量：我們要檢測(cè)SF6氣體中混入的空氣的比例，我們要將新氣進(jìn)行氣相色譜試驗(yàn)，國(guó)標(biāo)要求新氣中空氣的含量不能大于0.05%（體積比）；

　　 2．CF4含量：我們要檢測(cè)SF6氣體中混入的CF4的含量，這也是通過(guò)氣相色譜試驗(yàn)測(cè)定的，國(guó)標(biāo)要求新氣中CF4的含量不能大于0.05%（體積比）； 來(lái)源:hvsi.cn

　　 3．SF6氣體的純度：這也是通過(guò)氣相色譜試驗(yàn)測(cè)定的，國(guó)標(biāo)要求新氣的純度不得小于99.8%（體積比）；

　　 4．酸度：這個(gè)試驗(yàn)先要用堿液將SF6氣體中的酸性成分吸收出來(lái)，再用滴定法測(cè)定其中的鹽的含量，從而推算出SF6氣體中含有多少酸性物質(zhì)，國(guó)標(biāo)要求新氣中的酸度不得大于0.3ppm（質(zhì)量比）；

　　 5．可水解氟化物：因?yàn)榭伤夥锼夂竽軌蛏伤嵝晕镔|(zhì)，所以其測(cè)定方法同酸度的測(cè)定方法相同，只是所用的堿液不同，國(guó)標(biāo)要求新氣中的可水解氟化物含量不得大于1.0ppm（質(zhì)量比）；

　　 6．礦物油含量：這個(gè)試驗(yàn)先要用CCl4將SF6氣體中的礦物油成分吸收出來(lái)，再用2930M-1波長(zhǎng)的紅外線進(jìn)行定波長(zhǎng)紅外光譜分析，就能測(cè)出其中的礦物油的含量；

　　 7．水分含量：這個(gè)試驗(yàn)比較重要，不僅新氣要做，而且充到SF6斷路器以后還要進(jìn)行，他的實(shí)驗(yàn)方法主要有三種：

　?。?）電解法：在一個(gè)容器中放入兩個(gè)用鉑金絲制成的電極，再在容器中加入濃磷酸，先將濃磷酸電解，生成P2O5，它有很強(qiáng)的吸水性，再將SF6通入其中，P2O5就將氣體中的水吸收出來(lái)，生成少量磷酸，再測(cè)量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了；

　?。?）阻容法：就是把一張鋁箔的一面氧化，使之生成一層致密的Al2O3膜，再在膜上加一層鋁箔，這就組成了一個(gè)電容，當(dāng)SF6氣體流過(guò)其間時(shí)，Al2O3膜會(huì)吸收氣體中的水分，從而改變自身的介電常數(shù)，使這個(gè)電容的電容量發(fā)生微小的變化，通過(guò)測(cè)量這個(gè)變化量，就可以得到SF6中的含水量了；

（3）露點(diǎn)法：就是有一個(gè)金屬的表面非常光潔的露鏡，它的背面有一個(gè)能夠制冷的裝置，測(cè)試時(shí)制冷裝置工作，給露鏡降溫，同時(shí)SF6氣體流過(guò)露鏡的鏡面，當(dāng)露鏡的溫度下降到一定程度時(shí)，SF6氣體中的水分就會(huì)在露鏡上開(kāi)始凝露，這個(gè)溫度就叫做露點(diǎn)，SF6氣體中含的水分越多，它的露點(diǎn)就越高，這樣就可以測(cè)出SF6氣體的含水量了。

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：新的SF6氣體中水分的含量不得大于10ppm（質(zhì)量比）；而對(duì)于新安裝的SF6斷路器中的水分含量，則要求不大于150ppm（體積比），對(duì)于運(yùn)行中的SF6斷路器，則要求不大于300ppm（體積比）；對(duì)于GIS，還有一個(gè)特殊的地方，就在于GIS中的某些氣室是沒(méi)有電弧的，如母線、CT、PT、避雷器等氣室，對(duì)于沒(méi)有電弧的氣室中的SF6氣體的水分含量，國(guó)標(biāo)要求交接時(shí)不大于250ppm（體積比），運(yùn)行時(shí)不大于500ppm（體積比），而對(duì)于有電弧的氣室，則按照斷路器的標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　在這里順便介紹一下SF6氣體含水量的體積比和質(zhì)量比的關(guān)系：

　　對(duì)于相同體積的氣體來(lái)說(shuō)，它所含有的氣體分子的數(shù)目是相同的，也就是說(shuō)，氣體的體積比就等于氣體的分子數(shù)之比，而氣體的質(zhì)量又等于氣體分子的數(shù)量乘以它的分子量，因此，我們得到了下面的計(jì)算公式： 來(lái)源:http://www.hvsi.cn

　　 所以，R(V/V)=8.11R(M/M)

　　 8．毒性試驗(yàn)：國(guó)標(biāo)要求毒性試驗(yàn)要用小白鼠來(lái)進(jìn)行，先將SF6氣體和氧氣按照空氣中N2和氧氣的比例混合，比例大約是4比1，也就是說(shuō)用SF6氣體取代空氣中的N2，將小白鼠放置在裝有SF6氣體和氧氣混合氣的容器中一段時(shí)間，再將小白鼠去處，進(jìn)行解體，檢查其中毒情況，從而確定SF6氣體的毒性。

　　目前我們都不做這項(xiàng)試驗(yàn)，但是不要誤解不做的意義，這不是說(shuō)不做這個(gè)試驗(yàn)就是說(shuō)SF6氣體完全沒(méi)有毒，而是要嚴(yán)格管理，按照有毒來(lái)對(duì)待。

　　 9．密度試驗(yàn)：SF6氣體的密度是6.25K/m3，當(dāng)然這是在一個(gè)大氣壓下，20℃時(shí)。

　　 7．SF6斷路器的現(xiàn)場(chǎng)檢查試驗(yàn)：

　　 SF6斷路器在安裝完成后也要進(jìn)行一系列的檢查試驗(yàn)，除了常規(guī)的試驗(yàn)項(xiàng)目外，對(duì)于SF6斷路器還要進(jìn)行氣體中水分含量的測(cè)定和SF6氣體年漏氣率的測(cè)定。

　　 1．SF6氣體中水分含量的測(cè)定方法同SF6氣體全分析時(shí)測(cè)定水分含量的方法相同，在這里就不再介紹了。

　　 2．SF6氣體年漏氣率的測(cè)定方法主要有兩種，一種是扣罩法，一種是局部包扎法；扣罩法就是將整個(gè)的SF6斷路器都罩在其中，罩子中的容積是已知的，測(cè)定扣罩24小時(shí)后罩子中的SF6氣體的濃度，就可以計(jì)算出24小時(shí)內(nèi)SF6斷路器泄漏出的SF6氣體的量，將這個(gè)量乘以365，再除以SF6斷路器中所充的SF6氣體的重量，就得到了SF6氣體的年漏氣率。

這種測(cè)量方法是最準(zhǔn)確的，但是它受到了多方面的限制，現(xiàn)在SF6斷路器的體積都比較大，尤其是高壓和超高壓的落地罐式斷路器的體積就更大，這樣要把它完全罩起來(lái)，罩子也就要大得多，再者，SF6斷路器的體積測(cè)量也是一個(gè)難題；而且在現(xiàn)場(chǎng)還有引線布置等許多原因要考慮，所以現(xiàn)在很少用這種方法。

　　局部包扎法就是將SF6斷路器的每一個(gè)密封面都用塑料布包扎起來(lái)，在24小時(shí)后測(cè)量每個(gè)包扎部位的SF6氣體濃度，再用近似的方法算出SF6氣體的年漏氣率，甚至有些廠子只要求定性測(cè)量那些密封面是否漏氣就可以了；這種測(cè)量方法是很不準(zhǔn)確的，在實(shí)際中沒(méi)有太大的意義，但是因?yàn)榉椒ê?jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，所以現(xiàn)在基本上都采用這種方法。