關于變電站六氟化硫氣體微水測量儀的探討

前言

純凈的SF6是一種無色、無臭、無毒、化學性能穩定、不會燃燒的氣體。在電氣性質上具有絕緣性能良好、無火災危險、滅弧性能好等諸多優點。因此隨著電力行業的迅猛發展，以SF6氣體為滅弧介質的斷路器和GIS設備有了非常廣泛的應用。

1六氟化硫氣體現有設備和測量技術狀態

1.1氣體密度檢測

國家規定的六氟化硫氣體泄露標準為不高于l％／年。目前對SF6氣體密度的監測主要是通過機械式密度繼電器進行的。它采用標準氣囊，通過機械杠桿原理進行監測，同事配有壓力表以及SF6氣體壓力與溫度關系曲線圖。它們的測量精度低，部分繼電器沒有顯示。采取在設備現場進行定期巡檢，實時性差，并需耗費大量人力和物力。密度繼電器只能起控制作用，即當氣體密度降低至報警門限值時，報警繼電器動作，發出報警信號，以提示需人工進行補氣。當氣體密度降低至閉鎖門限值時，閉鎖繼電器動作，禁止設備動作。

1.2微水檢測

由于在設備制造、安裝、解體檢修和充氣補氣時，因工藝水平不齊和工藝過程中的疏漏，在氣室和管閥內留有水分，或因泄露反向滲入新的水分等，必需對斷路器SF6氣體微水進行定期檢測。電網運行規程規定：126—550kV的新設備投運后，3—6個月測量一次，如無異常，l一2年檢測一次，40.5—72.5kV的新設備投運后，每年復檢一次，如無異常，2—3年測量一次。目前對SF6氣體微水的檢測主要采用在現場用露點儀進定期檢測。露點儀的測量存在以下缺陷：

(1’測量受環境溫度限制：儀器溫度在測試時不能低干環境溫度。儀器的存放和工作環境溫度為一10℃～+50℃。同時不同的環境溫度，測量范圍不同。

(2)費時、費事、費氣：測試時需長時間排放SF6氣體。由于取樣管線含有濕氣。測量時的前至少10min需用干吹干取樣管線。一個完整準確的測試約需45—55min左右。按標準取樣氣體流量，即30～40L／h計算，一次測試需要排放SF6氣體約35升。因此在完成測試后需補充SF6氣體。下圖l為露點儀測試微水在達到穩定值的變化曲線和所需時間

圖1  

(3)影響現場工作人員健康，污染大氣。  

(4)非在線。采用露點儀定期檢測，是非在線檢測方法，不能實時反映設備運行狀態和動態變化。不能實現設備的狀態檢修和真正意義上的電力配網自動化。配網自動化大綱及其細則均要求保證對該設備的現場和遠方監測及控制。不能實時確切地測知斷路器氣室內SF6氣體密度和微水的現狀，并預知其變化趨勢，不能做到實時監控，更不能實現數據及報警信號的遠傳，無法實現變電站綜合自動化狀態的要求，處于被動局面。 

2 SF6氣體含水量測量的影響因素及要點  

2.1測量時環境溫度對SF6氣體含水量測量的影響  

測量經驗表明，對于同一臺斷路器，由于測量時環境溫度不同，其測量結果相差很大。究其原因，包括以下3個方面。 

1)環境溫度不同，SF6設備元件、材料吸附水分的能力不同。微觀實驗表明，SF6斷路器的容器內表面，在安裝或運行中都會吸附水分子，而容器吸附或釋放水分子，又都和溫度有關。溫度下降，材料吸附水分能力提高；溫度升高，材料吸附水分能力下降。這樣一來，SF6氣體含水量的測量結果當然就與環境溫度有關了。 

2)環境溫度不同，露點儀制冷能力不同。ABB公司生產的DP9露點儀說明書給出了該露點儀制冷能力與環境溫度的關系。該儀器的存放和工作環境溫度為-10～+50℃。同時不同的環境溫度，測量范圍不同。所以當測量時的環境溫度比較高，SF6氣體含水量比較少的情況下，可能會出現由于制冷能力不足造成的露點測量的誤差，因而測得的含水量就不會準確或無法得到。 

3)環境溫度不同，吸附劑吸附能力不同。目前SF6電氣設備采用的吸附劑主要有分子篩和活性氧化鋁兩種材料。它們的干燥能力和溫度有關，使用吸附劑的SF6氣體含水量隨溫度變化而變化。 

應對措施：按照標準推薦，測量時的環境溫度應在20℃。根據挪威工業技術大學的研究發現一年之中氣體水分含量隨著氣