通过检测分解产物来判断SF6电气设备故障方法 |
发布者
：扬州市尊龙凯时电气有限公司 发布时间
：2015/1/5 |
1
、引言
因为绝缘性能好
、体积小等优点
，近些年，SF6电气设备大行其道
，逐步取代了以绝缘油和干燥空气作为绝缘介质的电气设备
，据不完全统计
，全国SF6电气设备达数十万台
，已成为电力系统的主要设备
，其应用对提高电力生产的安全经济运行起到了很好的作用
。但是SF6电气设备也不是完美无缺的
，由于在设计
、材质
、工艺和维护等方面存在些盲目性
，使SF6电气设备内部存在局部的绝缘缺陷，而现有电气试验方法不能直接反映其内部的缺陷
。因此
，将这些隐患藏之于电网
，在热和电的作用下
，故障区域的SF6气体和固体绝缘材料不断分解
，绝缘性能不断下降
，直至事故发生
。据国内外近年的统计资料得知
，电网运行事故中绝缘事故占60%以上
，严重地影响了电力行业的安全经济运行
。
2
、通过检测分解产物来判断SF6电气设备故障方法的机理
SF6电气设备内部绝缘材料
，包括SF6气体和固体绝缘材料两类
。SF6气体是所有SF6电气设备共有的
，而固体绝缘材料则不同设备有所差异
，主要有热固形环氧树脂
、聚酯尼龙
、聚酯乙烯
、聚四氟乙烯
、绝缘纸和绝缘漆等
。不同绝缘材料的分解温度和分解产物各不相同
。其中
，130℃时聚脂乙烯
、纸和漆开始分解
，主要产生CO
、CO2和低分子烃
；400℃以上时聚四氟乙烯开始分解
，主要产生CF4
；500℃以上时
，SF6气体和热固形环氧树脂开始分解，主要产生SO2
、SOF2
、H2S
、CO和HF
。
从上述得知
，SF6气体和热固型环氧树脂有很好的热稳定性
，对于正常运行的SF6电气设备
，其内部温度仅仅比环境温度高5℃~10℃
，因此
，不会有绝缘材料的分解
，SF6气体中没有上述分解产物
。但若设备内部存在局部放电
、重燃和严重过热性故障时
，将使故障区域的固体绝缘材料和SF6气体发生分解
，产生SO2
、H2S
、CO
、HF等分解产物
。
SF6电气设备安全研究方面的专家学者
，在长期从事电气设备的技术监督和故障诊断处理的过程中
，对SF6电气设备的原理
、结构和内部绝缘材料有深入的了解
，在研究设备故障时各种绝缘材料的裂解机理
、分解产物的特征和对大量的故障实例进行统计分析后
，提出通过检测SF6气体中特征组分（SO2
、SOF2和HF是SF6分解的特征组分;H2S是热固型环氧树脂分解的特征组分;CO是聚酯乙烯
、绝缘纸和绝缘漆分解的特征组分;CF4是聚四氟乙烯分解的特征组分）含量来判断SF6电气设备故障的方法
。
3
、现有检测分解产物的方法及仪器
从上文可知
，当SF6电气设备内部存在故障时
，故障区域的SF6气体和固体绝缘材料在热和电的作用下将裂解产生SO2
、SOF2
、H2S
、CO
、HF和CF4等特征组分，因此
，检测这些特征组分的含量便可诊断出设备内部故障
。但由于内部潜伏性故障特征气体的含量较小
，SF6气体的流动性又很差
，分解产物主要借助于溶解
、扩散和环境温度的变化产生的微弱对流而缓慢地溶解到SF6气体中
。因此
，选用灵敏度高和稳定性好
、反应速度快的检测方法和仪器十分必要
。
目前
，SF6电气设备分解产物的检测方法有电化学法
、化学比色法
、色谱法
、电离法
、动态离子法和红外法
。这些方法的优缺点见表1
：
由表1尊龙凯时可以得出这样的结论 ：只有采用流动方式检测的电化学法适用于SF6电气设备分解物的检测 。近年来电化学传感器技术有了很大的提高 ，这为SF6电气设备分解产物现场检测创造了条件 。
目前
，市场上销售的检测SF6分解产物的产品很多
，性能和价格差别也很大。其中
，日立信公司的601FA SF6分解产物分析仪
，选择优质电化学传感器
，改进了采样气路的设计
，并对所有管道及阀门材料进行特殊处理
，既保证了样气的进入与排出的平衡问题
，又避免采样气路因材质原因对样气的干扰与吸附
，能再现样气的真实状态
；该仪表不仅具有很高的灵敏度和稳定性
，而且反应速度快
、使用寿命长
、耗气量少
，可以有效地检出电气设备内部的潜伏性故障
。目前，该产品已被列入国家电网公司推荐产品采购目录
。
4
、结束语
通过检测分解产物来判断SF6电气设备故障的方法
，虽然是最近几年才研制出来的新方法
，目前尚无行业标准
，但几年来
， 601FA SF6分解产物分析仪已在福建
、江苏
、广东
、四川
、云南等20多个省市进行了试点应用
，已检测出一百多台设备故障
，而其中60多台系为系统运行中查出的隐患
，避免了多起事故的发生
。因此
，随着601FA SF6分解产物分析仪在全国的推广普及
，将为SF6电气设备的可靠运行提供保证
，也为设备的维修诊断提供科学依据
，有力地保障电力行业的安全运行
。
|