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六氟化硫气体试验
浏览111次2017-10-14 16:07
       六氟化硫(SF6)气体由于具有稳定的化学性能、优良的电气绝缘性能和灭弧能力、强力的冷却性能等特点,在电气设备上得到了较多的应用。

       根据SF6管理规定及《预规》的要求:

       (1) SF6电气设备安装完毕,在投运前(充气24h后)应复检SF6气室内的湿度和空气含量及设备的检漏。

       (2) 设备通电后一般每3个月,也可1年内复校一次SF6气体中的SF6湿度测试SF6检漏,直至稳定后,每1~3年检测湿度和检漏一次。发现气体质量指标明显变化时,应报请“SF6检测中心”进行处理。

       (3)对充气压力低于0.35MPa且用气量少的SF6电气设备(如35kV以下的断路器),只要检漏后证明不漏气,交接时气体湿度合格,运行中可不检测气体湿度,但异常时要检测气体湿度。

       根据上述要求,本节主要说明气体湿度和设备泄漏的测试方法。

一、气体湿度的测试

       气体湿度是指气体中水蒸气的含量。当SF6气体中含有水分时,由于水分的化学腐蚀作用,它将对设备绝缘件和金属部件产生腐蚀;同时,还在绝缘件表面产生凝结水,造成绝缘件表面沿面闪络。为了减少和消除SF6在电弧作用下的有害影响,必须限制SF6气体中的水分含量,使其降到最低。《预规》对运行中的SF6气体的湿度作了规定,见表2-10。

       在《预规》中用的方法是电解法。其原理是将被测的SF6气体导人电解池中,气体中的水分即被吸收并电解。根据电解水分所需的电量与水分量的关系,求出SF6气体中的水分量。根据下列公式求出SF6气体中的电解电流量与气体中含水量的多少,即

I=CPT0Fq/3PoTVo*10-4

       式中I——电解电流,μA;

              C——气体含水量,μL/L;

              F——法拉第常数(96485C);

              P0——标准大气压(101.325kPa);

              T0——临界绝对温度(273K);

              v0——摩尔体积(22.4L/mol);

              P——运行气体压力,Pa;

              T——运行气体温度,K;

              q——试验时气体流量,mL/min.

       从式(2-9)可见,当P、T、q不变时,I与C成正比,将电流表的刻度按5L/L(即ppm)刻成,则可以从电流表中直接读出气体中水分的含量。国产的微量水分测量仪就是采用电解法的仪器。用水分仪测量时应注意:

       (1)测量前应检查本体内SF6气体压力为额定压力。

       (2)测量时间为充人SF6气体24h后进行。

       (3)严禁在雨天进行。

       (4)取样前应将测量系统用高纯氮预先干燥。

       (5)测量系统密封性能应良好,防止水分渗入。

二、气体泄漏率的测试(即检漏)

       检漏可分为定性和定量两种。定性是对设备各接头直接检测,查出泄漏点。定量是用包扎法或压力折算法求出泄漏点的泄漏量,从而求得气室的年泄漏率。

       1.包扎法

       包扎法是用塑料薄膜对设备的法兰接头、管道接口处进行封闭包扎,并测量或估算包扎空间的体积,经过一段时间后,用SF6定量检漏仪测量包扎体内的SF6浓度,由式(2-10)和式(2-11)计算年漏气量G和年漏气率M

G=κVρt/△t*10-6(g)

M=G/Q*100%

       式子 κ——包扎体中SF6气体浓度;

               V——包扎空间体积(扣除包扎设备体积),L;

               p——SF6气体密度,为6.16g/L (20℃,0.1MPa )

               t——年小时数,取8760h;

               △t——包扎时间,h;

               Q——设备气室的充气量,g。

       包扎时,塑料薄膜应尽可能包成圆形或方形(便于计算体积),沿边缘用胶带粘贴密封。一般在包扎后12-24h内测量为宜。对于小型设备,可采用扣罩法检漏;对于法兰面有双道密封槽的设备(有检测孔),可采用挂瓶法检漏,计算与上述公式相同,只需将包扎空间体积改成挂瓶容积即可。

       2.压力折算法

       压力折算法是在运行中对设备各气室压力和温度进行记录,根据压力和温度在气体状态图(见图2-26)上查出对应的密度,以时间为横坐标,密度为纵坐标,标出不同时间的密度变化,由曲线变化得到泄漏情况和趋势。

       年泄漏率为M=(p0一pt) /p0 * Tr/T0 * 100%

       式中P0——初始气体密度,g/L;

              pt ——t时间后测量的气体密度,g/L;

              T0——两次测密度的时间间隔(与Tr采用相同单位);

              Tr——年的时间(12个月或365天)。

       对各气室的压力测量应在上午8:00-10:00进行,此时气室与环境的温差较小。

三、SF6气体的成分分析

       按照《预规》要求,应在大修后或必要时对SF6气体的成分进行分析,以便查找出故障原因。其气体成分及要求为:酸度(μg/g)≤0.3;四氟化碳(质量百分数,%)大修后≤0.05,运行中≤0.1;空气(质量百分数,%)大修后≤0.05,运行中≤0.2;可分解氟化物(μg/g)≤1.0;矿物油(μg/g)≤10;纯度(%)≥99.8;密度(标准状态下)(kg/m³) =6.16。

       密度继电器是SF6电器设备的通用件之一,其结构如图2-27所示。密度继电器通过C型自动充气接头11与气隔上的D型接头连接,储气杯10的内腔与气室连通,波纹管8内充有规定压力的SF6气体作为比较基准,波纹管的伸缩能触动微动开关9。

       当SF6气室内气压升高时,波纹管外围的气压也随之升高,波纹管缩短,微动开关PS触点闭合,发出过压报警信号。若由于密封不良引起SF6气体泄漏,气室内的压力下降时,波纹管伸长,微动开关Pa触点闭合,发出低压报警信号,此时应及时补气。如果压力继续降低,则微动开关Pv触点闭合,闭锁分合闸控制回路。

       图2-28所示为现场检验密度继电器动作压力值的试验装置,其操作程序如下:

       (1)打开排气阀7及SF6气瓶上的阀门,将SF6气体缓缓充入。因为SF6气体的密度较大,因此将空气经排气阀排至外部,通过气体于燥设备5min,然后关闭排气阀和SF6气瓶。

       (2)轻轻打开SF6气瓶上的阀门,将压力定至额定值。然后打开排气阀使压力缓缓下降,电铃接d-f或b-c端子,当电铃响时的压力值为p。值或p,值。

       (3)关闭排气阀,再缓缓升压,电铃接a-e触点,当电铃响时的压力值为Ps值。

       (4)将检测出的压力值与标准值(见表2-11)相比较,若怀疑密度继电器有问题,应送制造厂检修调整。

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