摘 要：通過對一臺110KV的SF6斷路器水分超標(biāo)分析及處理過程，分析了SF6斷路器可能產(chǎn)生水分的原因，敘述了現(xiàn)場處理SF6斷路器水分超標(biāo)的方法及注意事項。
關(guān)鍵詞：SF6斷路器 水分超標(biāo) 現(xiàn)場分析處理
SF6氣體有著高耐電強度和良好的熱穩(wěn)定性，在電氣設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。SF6斷路器就是用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的一種高壓斷路器，由于SF6斷路器具有體積小、開斷能力強、維護(hù)檢修工作量小等優(yōu)點，被電力系統(tǒng)大量使用，在有些發(fā)達(dá)國家SF6斷路器幾乎全部代替了空氣斷路器和少油斷路器。因此，SF6斷路器的維護(hù)和檢測顯得十分重要。
1 情況簡述
2003年4月21日，丹江口電廠試驗人員在進(jìn)行正常的SF6斷路器水分檢測過程中發(fā)現(xiàn)一臺LW14-110型SF6斷路器水分超標(biāo)，達(dá)1500μl/l，為排除儀器和環(huán)境因素的原因，經(jīng)多次復(fù)測和與SF6新氣的對比，證明確為斷路器水分超標(biāo)。隨即對這臺斷路器的SF6氣體進(jìn)行了處理，處理后的斷路器的水分為300μl/l，正常后投入運行；2004年4月20日，再次發(fā)現(xiàn)其水分超標(biāo)，為823.9μl/l，為此，再次對其進(jìn)行徹底處理。
2 斷路器中SF6氣體水分超標(biāo)的危害
SF6氣體的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，但在開斷大電流時的強烈弧光放電，會使SF6氣體生成離子和原子團(tuán)，滅弧后，大部分又重新復(fù)合成SF6，一小部分會生成含硫低氟化物，而這些含硫低氟化物當(dāng)有水分和氧氣存在時，會腐蝕設(shè)備內(nèi)部的金屬部件，加速絕緣材料的老化，降低SF6的電氣性能。
水分的存在一是會使產(chǎn)生水解反應(yīng)生成SO2和HF。SO2與H2O反應(yīng)生成亞硫酸，而低氟化物也會水解：H2O+SF4=SOF2+2HF或SF4+3H2O=H2SO3+4HF+S等。二是與金屬部件的反應(yīng)：3SF6+W=3SF4+WF6及SF6+Cu=SF4+CuF2后的生成物再與水的反應(yīng)為WF6+3H2O=WO3+6HF等,而氫氟酸和亞硫酸均可嚴(yán)重腐蝕電氣設(shè)備。三是在設(shè)備內(nèi)部結(jié)露，水分附著在斷路器內(nèi)部金屬和絕緣材料表面，降低絕緣性能產(chǎn)生沿面放電。
3 斷路器中SF6氣體水分超標(biāo)的原因
一是生產(chǎn)安裝過程中帶入的水分，包括吸附劑帶入的、零部件帶入的、充氣過程中帶入的等，因為安裝完畢后雖然要進(jìn)行抽真空干燥及用SF6新氣沖洗，但附著在斷路器內(nèi)部表面及沖氣管路中的水分不可能完全處理干凈。丹江口電廠這臺斷路器在首次發(fā)現(xiàn)水分超標(biāo)時，首先懷疑的也是設(shè)備運行一段時間后，隨著時間的延長，水分逐漸釋放出來的緣故，因為，同時檢測其他時段安裝的SF6斷路器均未發(fā)現(xiàn)水分超標(biāo)，環(huán)境濕度及變化也不是太大。二是斷路器密封件處不嚴(yán)，外部水分滲透進(jìn)入斷路器內(nèi)部所致。雖然SF6斷路器中SF6氣體的壓力比外界氣壓高，但外界的水分壓力比斷路器內(nèi)部高，這是因為斷路器內(nèi)部氣體含水量較低，再加上水分子的直徑比SF6分子的直徑小一些，且SF6分子為正八面體的球形結(jié)構(gòu)，而水分子為細(xì)長棒形，在斷路器密封薄弱處，內(nèi)外水分壓差大時，大氣中的水分會逐漸滲入斷路器內(nèi)部。丹江口電廠這臺斷路器通過第一次的換氣干燥處理后，水分再次超標(biāo)也說明，一是吸附劑已飽和，不能起到吸附水分的作用；二是斷路器密封已存在著密封不嚴(yán)的情況，外界的水分可以滲透入斷路器內(nèi)部。
4 丹江口電廠SF6斷路器水分超標(biāo)的現(xiàn)場處理
4.1對這臺110KV的SF6斷路器進(jìn)行了抽真空換新SF6氣體的處理
首先用SF6氣體回收裝置將斷路器內(nèi)的SF6氣體回收到貯氣罐內(nèi)，再用真空泵將斷路器抽真空，然后向斷路器內(nèi)充入高純氮氣（氮氣純度≥99.99%，水分≤50PPM）直到達(dá)到斷路器SF6額定氣壓，然后
放掉，再抽真空，來回用高純氮氣沖洗三次，在充SF6新氣前，先將充氣裝置的管道抽真空，再將充氣裝置與斷路器連接后對斷路器抽真空，在133MPa時繼續(xù)抽30分鐘以上，然后緩慢充入SF6新氣。
4.2對斷路器進(jìn)行更換吸附劑及密封圈的處理
鑒于第一次處理后水分發(fā)生再次超標(biāo)，這一次準(zhǔn)備打開滅弧室進(jìn)行徹底處理，更換吸附劑及密封圈。由于SF6的分解氣體和水汽均比SF6氣體輕，因此吸附劑一般都安放于設(shè)備內(nèi)的氣流通道中或斷路器的上方，丹江口電廠這臺斷路器的吸附劑就放于靜觸頭座內(nèi)，斷路器的最頂端，為此，必須打開滅弧室。滅弧室中SF6氣體事先回收，斷路器處于合閘位置，并采取防分閘的措施，打開滅弧室，取出靜觸頭座，擰開吸附劑的螺絲塞子，將原吸附劑全部倒出，迅速裝入新的吸附劑，應(yīng)注意打開新吸附劑的包裝后應(yīng)立即裝入斷路器，環(huán)境相對濕度為80%時不超過15分鐘為宜，吸附劑從安裝到裝好后的斷路器的抽真空時間也應(yīng)盡量縮短，一般不超過30分鐘，以免吸附到過多的水分。
更換吸附劑的同時，更換新的密封圈，首先密封面和密封圈要用無水乙醇清洗干凈，無任何異物，密封面不能有損傷，密封膠應(yīng)涂在密封圈的外側(cè)，外部法蘭面也應(yīng)均勻涂抹一層，以防水和防銹，裝入靜觸頭座，按規(guī)定力矩均勻旋緊螺絲。更換完畢后抽真空充入SF6新氣。
5 現(xiàn)場處理中的注意事項
① 檢修環(huán)境應(yīng)干燥潔凈。
② 打開滅弧室時應(yīng)十分的小心，因為靜觸頭座法蘭與滅弧室瓷套之間的密封面有密封膠，在拔出靜觸頭座時易粘連，損傷瓷套的密封面，我們在處理的過程中就出現(xiàn)了這一情況。
③ 吸附劑的更換和裝入后的抽真空時間應(yīng)盡可能的短，以免吸附過多的水分。
④ 在充SF6氣體時一定要把氣瓶放倒，使瓶口低于瓶體，進(jìn)行液相充氣，減少瓶內(nèi)水分進(jìn)入斷路器中。
