GIS中的SF6气体的管理

SF6气体的管理

刘劲松 刘松涛 褚相芳

（大唐淮北发电厂 235000）

摘要：由于SF6气体具有良好绝缘、灭弧的特性，不仅应用在电力行业的高压电气设备，而且还广泛应用于电子、冶金、化工、物理研究等各个领域，但从安全方面考虑，SF6气体的管理应严格遵循各项规章制度。本文主要依据有关规章制度对SF6气体的管理进行简单探讨。

关键词：SF6气体 检验 采样 保管

O 引言：SF6气体广泛应用于断路器中，其质量能否达到标准要求，对SF6断路器能否达到应有的使用性能至关重要。SF6气体的运输和储存又是以高压力的液体状态充装在钢制压力容器内。因此，对SF6气体的管理是比较严格的，必须按照有关的标准和规定严格执行。

SF6气体的管理应包括SF6气体的包装、运输、标志；SF6气体的检验规则；SF6气体的采样检验；SF6气体的保管等几方面。

1. SF6气体的包装、运输、标志。

①SF6气体应充装在洁净、干燥的合格气瓶中，充装前要进行抽真空干净处理，使气瓶内无油污、水分。气瓶容积一般为40L。气瓶的设计压力为8.0MPa时，充装系数不大于1.17Kg／L；气瓶的设计压力为12.5MPa时，充装系数不大于1.33Kg／L。严禁过量充装，充装过量的气瓶不得出厂。充装后的气瓶要认真填写充装记录，内容包括：充装日期、批号、毛重量、实际充气量、充气者、复检者签名等。气瓶应带有阀口护帽、安全帽、防震胶圈，存放时气瓶要竖放，标志向外，运输时可以卧放，搬运时应轻装轻卸，严禁抛掷溜放。

②充装SF6气体前应检查气瓶的检验期限、外观有无缺陷、阀体与气瓶连接处的密封性能。每批出厂的SF6气瓶都必须附有一定格式的质量证明书，内容应包括：生产厂名称、产品名称、批号、气瓶编号、净重、生产日期、执行的标准编号等。

③气瓶应按照标准喷涂油漆，标明生产厂家的名称、产品名称、气瓶编号、商标等。漆色和字样应符合国家劳动部颁布的《气瓶安全监察规程》中的有关规定。

阐述SF6气体分解物与GIS设备故障

1 概述

GIS是发电企业最常用的封闭型组合电器之一，GIS将变电站包括的隔离设备、断路器、互感器、接地开关、母线等除变压器之外的所有一次设备进行优化组合，封闭在具有金属接地的一个外壳内；在封闭过程，注入具备良好绝缘性能和灭弧性能，并且具备一定纯度的SF6气体作为设备的绝缘、灭弧介质。但是GIS内部构件发生过热、放电等情况，容易导致SF6气体成分的微小变化，如果GIS中SF6气体纯度满足不了要求时，SF6性能急剧下降，容易造成故障。

2 GIS等设备内SF6气体分解产物的产生原因

GIS设备在正常工作过程中，在断路器的GIS的绝缘材料是SF6气体和绝缘时体，由热固性环氧树脂和拉杆在乙烯弧室；其他设备和用作转弯层绝缘和电容器层聚酯乙烯、纸及油漆。SF6气体当温度高于500℃，它开始分解并接通之后；夹层与聚酯乙烯、纸及涂料，为约120℃。热解温度对于SF6设备的正常运行，只要内部低于80℃，分解产物不会产生。断路器分、合闸过程产生电弧很高的温度，一般超过2000℃，这样，SF6生成带电离子和分子的高温，但由于分、合闸速度，而且还具有灭弧效率的功能，所以该带电离子和力矩的化合物转化SF6，超过99.9%的化合物复合率和SF6气体固体绝缘材料不显著分解，吸附剂产生少量的分解产物置于吸收的顶部。因此，用于断路器的正常操作，在打开和关闭一个星期后，在气室中的分解产物的含量不大于1亩升/升。但局部放电和在装置内部的严重过热故障的存在，会使绝缘材料和固体故障区域S的气体分解，产生硫化物、氟化物和碳化物。

GIS设备造成电弧放电、火花放电、电晕或部分放电的原因很多，主要存在环节和过程在于其储存、运输、安装中部件松动，设备电极表面存在划痕；GIS设备安装存在技术性偏差，电极表面的缺陷，存在导电粒子或者一些工具遗忘在设备内部等，这些原因将可能造成放电故障。研究表明，单纯的SF6气体具有一般条件下的化学稳定性优异，可以与其他物质只在极端条件下，如高温下的放电反应，材料消耗和产物反应取决于接触和SF6气体的能量，气体放电故障的主要原因是SF6分解的发生，有三个主要的形式：电弧放电、火花放电、电晕放电或局部放电。 第一，在电弧放电中，温度往往达到20000K，将产生的气体的热分解现象。高温SF6和其分解产物会与金属发生反应，形成金属氟化物。在分解产物，SOF2主要是稳定的分解产物；CF4形成在与有机材料的电弧触头；SO2是由SOF2的水解形成的。

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生产培训教案

主 讲 人：马铭志

技 术 职 称：工程师

所在生产岗位：配电班技术员

讲课时间： 2007年 1 月 5日

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a 生 产 培 训 教 案

培训题目：500KV GIS 气室SF6气体更换方法

培训目的：

了解SF6气体的特性、熟悉500KVGIS SF6气体更换方法。

内容摘要：

1、SF6气体的特性；

2、台山电厂500KVGIS运行情况；

3、500KVGIS SF6气体更换方法；

4、气体更换的风险分析及控制措施。

培训内容：

一、SF6气体的特性

SF6气体是无色、无味、无毒、非燃烧性、亦不助燃的非金属合物，在常温常压下，其密度均为空气的五倍。它具有很高的电气绝缘特性和灭弧能力。

1. SF6气体的绝缘性能

SF6的分子结构呈八面体，属于完全对称型，硫原子被六个氟原子浓密包围，呈强电负极，体积较大。

当电场具有一定能量的散射电子时，它可能导致碰撞游离，但SF6呈强烈的电负性，而且体积较大，对电子捕获较易，并吸收其能量生成活动性的稳定负离子。这种直径更大的负离子在电场中自由行程很短，难以积累发生碰撞游离的能量；同时，正负离子的质量都较大，行动迟缓，再结合的几率将大为增加。因此，在1个大气压下，

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a SF6的绝缘能力超过空气的2倍；当压力为3个大气压时，其绝缘能力就和变压器油相当。

2.SF6的灭弧性能

SF6在电弧作用下接受电能而分解成低氟化合物，但电弧电流过零时，低氟化合物则急速再结合成SF6，故弧隙介质强度恢复过程极快。所以，SF6的灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍；此外，电弧弧柱的电导率高、燃弧电压低、弧柱能量小。

3、水份对SF6气体的影响

SF6气体在电力设备中起绝缘介质的作用。在标准情况下SF6气体是不活泼的。但在高温高压的气室中还有少量的水蒸汽，遇设备正常动作而产生拉弧放电或异常局部放电时SF6会分解，其分解物（HF和SO2、SOF2、SOF4、SO2F4等）中有剧毒和强腐蚀性物质，这些物质会腐蚀设备内部金属元件。水分还会在其表面产生凝结水并附着在绝缘件表面，造成延面闪络。进一步使SF6分解，如此形成恶性循环。SF6的绝缘性能随之下降。

试析GIS的SF6气体检漏

随着科技的进步出现了多种SF6气体检测技术，极大地丰富了检漏处理手段和方法。本文主要从检测技术的角度来探讨GIS的SF6气体检漏及处理，首先介绍了几种传统检测技术，接着着重分析了新兴的检测技术。通过对几种检测方法的介绍，希望能够对大家的SF6气体检漏处理工作有所帮助。

1.传统GIS的SF6气体检测技术

传统GIS的SF6气体检漏方法以肥皂气泡法、密封胶检测法、“卤素效应”检漏法、抽真空检漏法、热导检测器法、包扎法为主，具体检漏及处理方法如下：

1.1抽真空檢漏法

在SF6气体充入GIS设备之前先抽空里面的空气，并使设备在真空状态保持一段时间，然后测量真空度降低值，然后与标准值比较，根据比较结果判断充入SF6气体后是否会泄漏。该方法由于检漏时间较长、适用范围较小、精度较差、成本大，且需要大型真空泵真空计，已经很少使用，主要用在大修或出厂后检漏[1]。

1.2肥皂气泡法

把肥皂水涂抹在GIS设备的疑似泄漏点，如果产生新的气泡，则有泄漏，否者没有。该方法的优势是不需要使用仪器，但不足之处是无法评估泄漏量大小、检测范围有限、精度较差、检测范围有限、检漏所需时间较长，且无法带电检测。

1.3密封胶检测法

此法与肥皂气泡法相近，是将密封胶抹在GIS设备的疑似泄漏点，如果起泡，则有泄漏，否者没有。该方法的优势是不需要使用仪器，但不足之处是无法评估泄漏量大小、检测范围有限、精度较差、检测范围有限、检漏所需时间较长，且无法带电检测。

1.4包扎法

塑料薄膜包扎GIS设备的疑似泄漏点，然后对包扎部位SF6气体的含量用SF6定量检测仪进行检测。该方法主要应用于大修或出厂后检漏，精度较差，检测结果容易受包扎严密程度的影响。 1.5“卤素效应”检漏法

当温度达到一定的要求时，金属铂会发射正离子，如果发生了SF6气体泄漏，那么金属铂会加速发射正离子，如果没有气体泄漏，则发射速度不变或变化较小。该方法可精确定量检漏，也可定性检漏。不过如果SF6气体正在泄漏，该方法无法准确测量气体浓度，但区域内的气体稳定时该方法才能精确测量[2]。该方法性能不稳定、工作量大，在室外现场使用时容易受环境因素的影响，微风就可影响检漏结果。