六氟化硫设备运行状态的在线监测

摘要： 本文介绍了六氟化硫设备运行状态的在线监测的各种方法，并针对SF6断路器的在线监测收集的各类信息及分析，简述了状态检修对及时发现、处理隐患和缺陷，减少事故发生，安全可靠运行的作用。

Abstract： This paper introduces various methods of online monitoring of the running state of sulfur hexafluoride equipment， and collects various information and analyses aimed at the online monitoring of SF6 breaker， and briefly states the role of condition based maintenance in timely finding， and processing hidden defects， reducing the accidents， and safe and reliable running.

关键词： SF6断路器;运行状态;在线检测

Key words： SF6 breaker;running state;online testing

0 引言

SF6断路器是电网中重要组成部分，为了保证状态化检修及设备可靠性对SF6断路器的各方面要求非常高，除了做好SF6断路器的设备选型和严格的安装、验收工作，控制SF6断路器初始状态，更重要是对SF6断路器的运行状态进行监测。依靠长期工作状态下对断路器现象、信号和有关参数的收集及处理，与厂家提供的性能数据进行比较，综合分析，努力掌握断路器的状态，及时发现隐患和缺陷并及时处理。减少事故发生，确保断路器安全可靠的运行。

1 提高SF6断路器的二次现代化

当前对高压断路器在线监测主要内容有：①SF6气体;②操作机构系统;③脱扣器和脱扣回路;④控制和辅助回路;⑤动力传动链。通过这些监测，可发现90%以上的故障。

对于GIS的诊断，主要内容有三个：①检测电弧放电，用光电检测确定电弧在气室的确切位置;②监视SF6气体，用传感器监视温度、压力和密度，及时掌握气体状态;③测量局部放电，检测方法有电磁式、光电式等。

2 加强运行人员巡视力度

对高压断路器设备，运行人员是最直接的守护者及操作者。在运行中应按规章制度进行定期巡视，在特殊情况下还应进行特殊巡视，运行巡视人员应经过培训，熟练掌握高压断路器设备的工作原理、结构、性能、操作注意事项和使用环境等;操作所需的专用工具、安全工具、常用备品备件等。运行应从以下几方面进行巡视。

2.1 看 ①标示牌：名称、编号应齐全、完好。②外观检查：外观应无变形、锈蚀，连接无松动。③套管、绝缘子：无断裂、裂纹、损伤。④分、合闸位置指示牌：与实际运行位置相符。⑤汇控箱：电源开关完好、名称标志齐全、封堵良好、箱门关闭严密。⑥接地：接地线、接地螺栓表面无锈蚀，紧固。压接部分牢固紧密。⑦基础：无下沉、倾斜。⑧液压机构：油位在上下限之间，检查液压和无渗漏油。对弹簧储能的液压机构应检查弹簧位置指示器。⑨弹簧机构：无卡涩、变形。⑩气动机构：无漏气现象，空压机油位正常。{11}防爆装置：防护罩无异样，其释放出口无障碍物，防爆膜无破裂。

2.2 听 ①放电声。SF6断路器及GIS等电气设备内部的局部放电声类似于雨点打在铁皮的声音与一般的电气噪音不同，容易判别。但当放电声音很小不宜判别时，可通过局部放电测量、噪音分析来判断，如明确放电声音来自电气设备内部时应立即停电解体检修。②励磁声。GIS的励磁声音与变压器的励磁声音基本相似。运行人员在巡视检查时，如发现励磁声与平时不同时，表明可能是内部紧固螺丝松动造成的。但内部紧固螺丝松动会造成内部元件位移，同时会发出放电声，可通过局部放电测量进行分析、判断。防止隐患及缺陷继续扩大造成事故。

2.3 查 ①SF6气室压力：SF6气体压力表方法是直观监视SF6断路器本体内部压力的方法，检查各气室压力在正常范围内，并记录压力值。②闭锁：检查应完好、齐全、无锈蚀。③避雷器：检查在线监测仪指示正确，并记录泄漏电流值和动作次数。④机构压力：检查压力正常。

3 加强运行中SF6气体含水量的监测

3.1 电解法 将被试SF6气体导入电解池，气体中的水分即被吸收、电解，根据电解水分所蓄电量与水分量之间的关系求出SF6气体中的水分含量。适用于连续测量。

3.2 露点法 当测试系统温度降至样品气体中水蒸汽饱和温度（露点）时，测试系统中金属镜面上即开始结露，根据露点数值即可确定气体含水量。适用于间歇测量。

4 积极开展检修公司专业巡检，及时掌握设备运行状况

每年由检修人员在春秋两季对断路器进行两次巡检，亲手掌握设备运行状况第一手材料，弥补运行人员巡视在专业上的不足。普查设备情况，了解设备机械部分实际状态。对SF6断路器，如果专业巡检中发现气压低，可以就地补气;对液压机构重点检查压力、油位、油质、渗漏以及加热器情况;日打压次数，对气动机构和集中供气装置，重点检查压力、渗漏以及电热情况和日打压次数。对弹簧机构，重点检查和加热器情况。对存在明显缺陷的根据情况进行带电处理，或安排停电检修。及时提升设备状态，消除在设备运行状态下可能存在的隐患。

5 运行检修部门实现信息共享，综合掌握设备的运行状态

一台SF6断路器涉及到多个状态指标的连续监测，同时也将涉及到运行、检修、继电保护等多个部门。运行人员是断路器设备的直接接触者和使用维护者，掌握对断路器的运行状态的第一手资料，缺陷记录表达是断路器设备的缺陷及隐患，是表面现象。检修人员是断路器的维修者，是专业人员。检修记录表达是断路器设备缺陷的具体原因，是实质的。缺陷记录与检修记录相结合，可发现断路器设备的缺陷和隐患及设备上的不足，进行及时处理。进一步开发对状态指标进行综合分析判断的平台，充分发挥计算机的信息处理能力，与专家、技师的实际经验相结合，实现运行与检修人员的信息共享，可以综合掌握设备的运行状态。

6 开展各种检测手段，丰富对断路器运行状态的监测方法

6.1 对SF6气体分解物的分析检测 标准检验的方法包括空气（氮、氧）、四氟化碳、水分、酸度、可水解氟化物和矿物油的测定以及毒性生物试验。目前现场对运行设备使用化学测试管对SF6气体分解物进行检测。化学测试管内装有敏感指示剂，与SO2和HF相互作用即变颜色。化学测试管还能鉴别出SO2和SOF2，从而可以判断GIS内部闪络故障发生在气体间隙中还是在绝缘子附近，在绝缘子附近发生闪络时，通常SO2的浓度高得多。化学检测法对于小气室中的大电流电弧故障是非常实用的检测技术。

6.2 红外定位技术 电气设备不论是高压或低压，在运行过程中总会因各种原因产生一些热故障点，即设备故障前的热征兆。当带电设备发生了热故障，其过热点为最高温度，形成一个特定的热场，并向外辐射能量。通过红外成像仪的光扫描系统，可以轻易找出热场中的最高温度点，即热故障点。所以，红外成像仪能够及时、准确地查出热故障点，及时进行消除缺陷，达到防患未然的目的。

6.3 X射线照像 采用X射线可以从外部探测GIS内部状态，如触头烧损、螺丝松动等，还可以用X射线检测固体绝缘子内部的制造缺陷，如绝缘子中的气泡等。

依据变电站内气体绝缘设备的实际情况，在SF6气体含量及其漏气方面建议配备含氧量报警仪即可达到保证安全的目的。实施环境监控系统和设备本身的密度监控有的放矢地进行六氟化硫气体的安全防护，结合灭弧和开断性能、动作可靠性、绝缘性能、载流性能、密封性能等几方面制定实施办法因地制宜地开展六氟化硫设备的运行状态检测，这样保证检修、运行人员安全及气体绝缘设备安全可靠运行，保证电网的可靠性。

参考文献：

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