SF6断路器的应用分析

　　早期的GIS因为加工工艺的原因，出现了比较多的漏气现象，GIS内部用于分割气室和支撑导电杆的盆式绝缘子发生过一些闪络故障，现在这些问题已经得到了初步的解决。省内也有几台110kV的GIS投运了，情况还是比较好的。但是也出了一些问题，例如，上安电厂的500kVGIS是法国梅兰日兰公司（也叫MG公司）的产品，共有五组断路器，在投运后一年左右的时候，有一台断路器的断口发生了闪络，造成了比较严重的后果；还有一次，这台GIS有一个隔离开关气室内发出了流水似的声音，通过探视孔看进去也没有看到有电晕或放电火花类的亮光，经过分析后判断为某个带电的导体固定的不够坚固，或者螺丝松动，后来法国公司来人进行处理时发现是隔离开关屏蔽罩的固定螺丝松动，屏蔽罩在电动力的作用下震动，发出的声响。 来源:http://www.hvsi.cn

　　 GIS的主要元件中，断路器的结构与落地罐式断路器大致相当，多采用压气式结构；CT都是套管式CT，这时GIS的一个好处，即可以减少一个一次元件；PT现在大都采用电磁式PT；现在的避雷器都采用了ZnO避雷器；母线有三项共箱式的，也有单相的。 5．SF6断路器的操作机构：

　　 SF6断路器的操作机构和高压少油断路器的操作机构的在种类上没有什么区别，在早期，SF6断路器的机构大多采用液压机构，后来随着SF6断路器断口数的减少和操作功的减小，弹簧机构越来越多的应用到SF6断路器上，而在超高压SF6断路器上大多采用气动机构或液压机构。以后我们在结合LW8-35来讲一讲弹簧机构。

　　 6．SF6气体的管理和试验：

　　对于SF6气体我们现在的管理是比较严格的，因为它的质量直接影响到SF6断路器的开断性能和使用寿命。

　　对于新的SF6气体我们要求作气体的全分析，气体的全分析一共包括九项内容：

　　 1．空气含量：我们要检测SF6气体中混入的空气的比例，我们要将新气进行气相色谱试验，国标要求新气中空气的含量不能大于0.05%（体积比）；

　　 2．CF4含量：我们要检测SF6气体中混入的CF4的含量，这也是通过气相色谱试验测定的，国标要求新气中CF4的含量不能大于0.05%（体积比）； 来源:hvsi.cn

　　 3．SF6气体的纯度：这也是通过气相色谱试验测定的，国标要求新气的纯度不得小于99.8%（体积比）；

　　 4．酸度：这个试验先要用碱液将SF6气体中的酸性成分吸收出来，再用滴定法测定其中的盐的含量，从而推算出SF6气体中含有多少酸性物质，国标要求新气中的酸度不得大于0.3ppm（质量比）；

　　 5．可水解氟化物：因为可水解氟化物水解后能够生成酸性物质，所以其测定方法同酸度的测定方法相同，只是所用的碱液不同，国标要求新气中的可水解氟化物含量不得大于1.0ppm（质量比）；

　　 6．矿物油含量：这个试验先要用CCl4将SF6气体中的矿物油成分吸收出来，再用2930M-1波长的红外线进行定波长红外光谱分析，就能测出其中的矿物油的含量；

　　 7．水分含量：这个试验比较重要，不仅新气要做，而且充到SF6断路器以后还要进行，他的实验方法主要有三种：

　　（1）电解法：在一个容器中放入两个用铂金丝制成的电极，再在容器中加入浓磷酸，先将浓磷酸电解，生成P2O5，它有很强的吸水性，再将SF6通入其中，P2O5就将气体中的水吸收出来，生成少量磷酸，再测量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了；

　　（2）阻容法：就是把一张铝箔的一面氧化，使之生成一层致密的Al2O3膜，再在膜上加一层铝箔，这就组成了一个电容，当SF6气体流过其间时，Al2O3膜会吸收气体中的水分，从而改变自身的介电常数，使这个电容的电容量发生微小的变化，通过测量这个变化量，就可以得到SF6中的含水量了；

（3）露点法：就是有一个金属的表面非常光洁的露镜，它的背面有一个能够制冷的装置，测试时制冷装置工作，给露镜降温，同时SF6气体流过露镜的镜面，当露镜的温度下降到一定程度时，SF6气体中的水分就会在露镜上开始凝露，这个温度就叫做露点，SF6气体中含的水分越多，它的露点就越高，这样就可以测出SF6气体的含水量了。

　　国家标准规定：新的SF6气体中水分的含量不得大于10ppm（质量比）；而对于新安装的SF6断路器中的水分含量，则要求不大于150ppm（体积比），对于运行中的SF6断路器，则要求不大于300ppm（体积比）；对于GIS，还有一个特殊的地方，就在于GIS中的某些气室是没有电弧的，如母线、CT、PT、避雷器等气室，对于没有电弧的气室中的SF6气体的水分含量，国标要求交接时不大于250ppm（体积比），运行时不大于500ppm（体积比），而对于有电弧的气室，则按照断路器的标准要求。

　　在这里顺便介绍一下SF6气体含水量的体积比和质量比的关系：

　　对于相同体积的气体来说，它所含有的气体分子的数目是相同的，也就是说，气体的体积比就等于气体的分子数之比，而气体的质量又等于气体分子的数量乘以它的分子量，因此，我们得到了下面的计算公式： 来源:http://www.hvsi.cn

　　 所以，R(V/V)=8.11R(M/M)

　　 8．毒性试验：国标要求毒性试验要用小白鼠来进行，先将SF6气体和氧气按照空气中N2和氧气的比例混合，比例大约是4比1，也就是说用SF6气体取代空气中的N2，将小白鼠放置在装有SF6气体和氧气混合气的容器中一段时间，再将小白鼠去处，进行解体，检查其中毒情况，从而确定SF6气体的毒性。

　　目前我们都不做这项试验，但是不要误解不做的意义，这不是说不做这个试验就是说SF6气体完全没有毒，而是要严格管理，按照有毒来对待。

　　 9．密度试验：SF6气体的密度是6.25K/m3，当然这是在一个大气压下，20℃时。

　　 7．SF6断路器的现场检查试验：

　　 SF6断路器在安装完成后也要进行一系列的检查试验，除了常规的试验项目外，对于SF6断路器还要进行气体中水分含量的测定和SF6气体年漏气率的测定。

　　 1．SF6气体中水分含量的测定方法同SF6气体全分析时测定水分含量的方法相同，在这里就不再介绍了。

　　 2．SF6气体年漏气率的测定方法主要有两种，一种是扣罩法，一种是局部包扎法；扣罩法就是将整个的SF6断路器都罩在其中，罩子中的容积是已知的，测定扣罩24小时后罩子中的SF6气体的浓度，就可以计算出24小时内SF6断路器泄漏出的SF6气体的量，将这个量乘以365，再除以SF6断路器中所充的SF6气体的重量，就得到了SF6气体的年漏气率。

这种测量方法是最准确的，但是它受到了多方面的限制，现在SF6断路器的体积都比较大，尤其是高压和超高压的落地罐式断路器的体积就更大，这样要把它完全罩起来，罩子也就要大得多，再者，SF6断路器的体积测量也是一个难题；而且在现场还有引线布置等许多原因要考虑，所以现在很少用这种方法。

　　局部包扎法就是将SF6断路器的每一个密封面都用塑料布包扎起来，在24小时后测量每个包扎部位的SF6气体浓度，再用近似的方法算出SF6气体的年漏气率，甚至有些厂子只要求定性测量那些密封面是否漏气就可以了；这种测量方法是很不准确的，在实际中没有太大的意义，但是因为方法简单，容易实现，所以现在基本上都采用这种方法。