浅谈SF6纯度及分解产物测试的改进

摘要： 测量SF6分解物含量对于预防可能产生的SF6故障及快速判断SF6故障部位有很大的帮助。然而，测试这个项目所需时间长，影响因素多，带电操作中存在一定安全隐患。通过对测试方法、仪器性能等的研究探讨，找到了一种安全性高，测试时间短的试验方法，能有效地提升了工作效率，对及时分析SF6设备起到关键作用。

Abstract： Measuring SF6 decomposition levels is helpful to prevent possible failure of SF6 and quick judgment of SF6 fault site. However， the test time needed for the project is long， and has many influencing factors. There are some potential safety problems in the charged operation. Through the study of test methods， equipment performance， etc， it finds a kind test method of high security and short test time， which can effectively improve the working efficiency， play a key role for timely analysis of SF6 device.

关键词： SF6；纯度及分解产物测试；改进

Key words： SF6；purity and decomposition product testing；improve

中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0043-02

0 引言

随着电网的不断发展，越来越多不同电压等级的电气设备采用SF6气体绝缘，例如35kV以上断路器和GIS设备等。对这些设备主要以SF6气体纯度及分解物含量测试为诊断故障的主要项目，如何提高测试过程的安全性，缩短测试的时间成为提升效率的关键。

1 SF6应用背景

SF6气体以其稳定的化学性能和优良的电气特性，在我国从上世纪70年代起，就作为绝缘介质被应用于电气设备，并不断发挥着它的重要作用。目前，常见SF6电气设备有SF6断路器、GIS、SF6电流互感器、SF6套管、SF6变压器、SF6电力电缆等。

2 SF6测试意义

对于新装、新投运的SF6设备，运行前测量纯度可以有效的监测充气的工艺环节是否到位，能够鉴定新气与杂质成分，对确保SF6绝缘设备安全可靠的运行至关重要。

运行设备中的SF6气体当温度超过500℃后，才会开始分解。对于正常运行的SF6电气设备，其非电弧室中一般没有分解产物，即使在有电弧的断路器室、也因其分合速度快，又有良好的灭弧功能，再加上SF6的高复合性（复合率达99.8%以上），所以，不会有明显的分解产物；对于故障的SF6电气设备，则会因故障区域的高电弧放电及高温产生大量的分解物，因此SF6分解物含量的测量对于预防可能产生的SF6故障及快速判断SF6故障部位有很大的帮助。

3 SF6测试现状

SF6纯度及分解产物测试所需时间长，影响因素多，带电操作中存在一定安全隐患。具体因素体现在：

3.1 接口连接 SF6设备的测试接口主要为两种结构，一种为螺母型结构，另一种为三螺丝连接结构。目前我公司变电站不少设备为“平开”三螺丝连接结构，“平开”SF6设备的取气试接口内部为逆止阀结构（见图1），外部用三个螺丝将口盖与测试口连接，平时起防尘、防止漏气的作用。测试时需要将三个螺丝拧下，取下口盖，再将测试接头与测试口对接，用三个螺丝将其固定，再测试。测试完成后拧下三个螺丝，取下测试接头，再将口盖重新固定在测试口上。整个测试过程中需要拧四次螺丝，每次三个，共12个。此过程一是有漏气的可能，二是占用了一定的时间，以试验一台为例，说明（见表1）。

3.2 气样分析 SF6测试仪的进样管长5米，管路中存在的大气对样品分析造成很大的误差影响，常常分析一个气体需要重复试验3～4次，然而每次试验需10分钟，以同一台设备的分析情况为例，说明（见表2）。

从表中可看出，因进样管中残留空气的影响，需进行重复试验，直到第四次分析才合格，每分析一次，增加10分钟，由此得出：分析这台设备，排除仪器自身稳机后，还需要40分钟。

可见，此过程一是占用大量的时间，二是数据重复性差，不利于判断分析。

4 SF6测试改进

4.1 接口连接的改进 针对平开SF6设备测试接口，为了克服这四次拧螺丝的时间与安全的影响，研制一种快速、安全的专用“U”形卡钳（见图2）。

使用该工具后，经过实践证明，节省了工作时间，提高了工作效率，以试验一台为例，改进后说明（见表3）。

此专用工具不仅可以使接头整体受力平均、稳定可靠，而且还能保护接头，避免接头漏气和损坏，既能实现单人操作，还能保证人员和设备的安全。见评估表4：

因此，研制专用“U”工具能有效解决接头之间连接繁琐的问题。

4.2 气样分析的流程改进 为了实现SF6分解产物每次试验一次成功，且数据准确，不用重复试验，必须优化气路流程，找到实现仪器自动冲洗气路的方法，因此，从ZF-506气体分解产物仪分析系统的气路流程方框图（见图3）。

可看出，为了排除进气管内部存在的空气影响，只要在气路流程上加装一个SF6样品气流速控制和尾气排空处理的功能，让SF6气体进入气体质量综合检测主机后经过气路控制系统，调节成设定的流速后，分别通过色谱柱，热导检测器，分解产物传感器。检测不同的参数。检测后的参数由主电路板上的高精度数据采集A/D进行采集后，送入后台分析软件进行分析处理，便可实现仪器自动冲洗气路的目的。（见图4）

优化气路流程后，有效地避免了重复试验，以同一台设备的分析情况为例，说明（见表5）。

可见，由原来的四次分析（40分）变为只需一次分析（10分钟），就可保证数据的准确性。

而且，气路流程采用并联式气路，各检测单元不相互制约、相互影响，最大限度的发挥各检测模块作为单个检测项目的要求。由于SF6气体分解产物大多为有毒气体，所以气路流程末端加装尾气无害化处理系统，避免有毒气体直接排入大气，有效的保护环境免受污染的同时，对操作人员的操作安全增加了一道屏障。见评估表6：

因此，改变气样分析流程可有效解决进样管中残气的影响。

5 总结改进优点

①此专用钳的“U”形钳嘴能使接头上下两平面受力平均，对接过程两接头始终在同一直线上，不会发生歪斜。也就避免了接头发生歪斜时可能产生的漏气和接头损坏，保护了人员和设备的安全。

②优化后的气路流程，使SF6分解产物测试一次成功，数据准确，不用反复测试，有效地降低了设备重复试验的次数，极大地提高了工作效率。

③操作非常简单，可实现单人操作，连接后可实现自锁，非常稳定，极大程度的节省了连接接头与拆接头的时间，提高了工作效率。

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