电气设备YM5000W型SF6微水密度在线监测系统

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1.1 概述

六氟化硫（SF₆）是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体，具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。充装SF₆的电气设备占地面积小，运行噪声小，无火灾危险，这*地提高了电气设备运行的安全可靠性。而气体绝缘金属封闭电器（GIS）的应用，打破了传统变电站的概念，使紧凑型、高电压、大容量新式变电站的发展得以实现，成为城网变电站改造的重要途径。

随着我国电力设备无油化、小型化的发展，在35-500kV高压断路器中采用SF₆气体作为绝缘灭弧介质的断路器等逐年增加。对SF₆气体的状态监测已成为保证SF₆断路器等电器设备正常安全运行的主要技术措施之一。

    SF₆高压开关电器在制造和运行中因为：

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• SF₆新气中含有一定水分。
• 在设备安装、解体检修和充气补气时，因工艺过程中的疏漏，在气室和管阀内留有水分。
• 因密封不严，在SF₆向外泄漏时，会反向渗入水分。

变电站SF6断路器SF6气体的密度、湿度和温度三项物理指标是否处于额定范围之内，决定着该断路器的安全运行状态。电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须定期对SF6气体的密度和含水量进行检测。SF6气体含水量的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便携式露点仪进行现场检测。

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1.2 SF6气体在运行中的检测及污染后果

SF₆气体的湿度、密度两项物理指标是否处于额定范围之内，决定着SF₆气体的绝缘和灭弧性能的有效与否。但SF₆高压开关电器在制造和运行中因为：SF₆新气中含有一定水分；在设备安装、解体检修和充气、补气时，因工艺过程中的疏漏，在气室和管阀内会留有水分；在开关工件加工和上述操作中的失误等造成密封失严，SF₆气体向外泄漏，因外部水分压远高于气室中气体的水分压，外部水分会向气室内反向渗入，造成SF₆气体在密度下降的同时含水量上升。超标的水分会造成下列危害：

SF₆气体含有超标的水分后，在一些金属物的参与下，在200℃以上温度时可使SF₆发生水解反应，生成活泼的氢费酸（HF）和有毒的SOF₂、SO₂F₂、SF₄和SOF₄等低价硫氟化物，在高温拉弧的作用下，还将分解产生温室气体之一的二氧化硫（SO₂）和氢费酸（HF）。它们将腐蚀绝缘件和金属部件，并产生热量从而导致气室内气体压力的危险升高，断路器耐压强度和开断容量下降，严重情况下将导致断路器爆炸，不仅引起电网事故，还将造成有害和温室气体灌放大气，形成电气和环保灾害。

电力相关规程规定：每日巡回监视气体密度，每1-2年对SF₆气体的含水量进行检测。含水量检测通常采用露点仪进行现场停电检测，检测时按标准取样气体流量，即30-40升/小时计算，一次测试需排放SF₆气体约35升。全国电力工业分成两大电网公司和五大发电集团。至2006年底，仅一个电网公司，即*公司所辖电网中的12-750 kV中高压断路器就有333,294台，上述数量还不包括每年增长的10%左右。平均每台断路器每年排放35升SF₆气体，其总排放量及高能量长寿命的大气污染效果不言而喻。