六氟化硫组分检测对GIS状态维修的意义

电工技术·理论与实践

2015年9月下 99

发电工程

六氟化硫组分检测对GIS 状态维修的意义

杨 旭 贾英杰

中广核核电运营有限公司，广东 深圳 518000

摘要：维修经验表明，采用便携式SF6综合测试仪通过检测GIS 气室中SF6 气体组分状态对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估具有方便、高效、抗干扰能力强、灵敏度高等优势，而被应用于设备现场检测分析。根据GIS 的SF6 气体检测理论，在SF6 气体分解产物检测技术的指导下，通过对运行中设备、故障设备的SF6 气体分解产物进行检测和分析，有效跟踪了运行设备中SF6 气体组分及其含量变化情况，并有效发现了运行设备中的早期隐患。结果表明，GIS 气体分解产物检测对GIS 状态维修具有实际应用意义。

关键词：状态维修；GIS ；六氟化硫 中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1002-1388(2015)09-0099-01

状态检修Condition Based Maintenance(CBM)，是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。采用当前先进的高灵敏六氟化硫综合测试仪可对GIS 气室中绝缘气体的成分进行定量分析和趋势预测，尤其是通过对特征气体的微量研究，可有效发现GIS 设备的早期缺陷，进而实现对GIS 设备管理早期预防，提前决策，合理计划；避免突发随机缺陷造成GIS 设备非预期运行。

1 六氟化硫组分分析

GIS （Gas Insulated Switch ）气体绝缘开关，是通过采用吸附电子能力较强的SF6气体来做绝缘介质，采用绝缘盆支撑，将导电体隔离并密封在金属外壳内部。

对于正常运行无电弧产生的SF6电气设备而言，其内部温度不高于80℃，绝缘材料不会分解。对于正常运行的断路器，在不动作时，其内部温度也不高于80℃ ，绝缘材料不会分解；在分、合闸时产生2000℃以上的高温电弧，瞬间使电弧区域的SF6气体生成带电离子和少量分解物，但因其分、合闸速度极快，又有高效的灭弧功能，产生的带电离子在瞬间又复合成SF6气体；所产生少量的SO 2 、H 2S 和HF 等分解产物会被放置于设备内部的吸附剂吸收，因此，对于正常运行的断路器，在分、合闸二周后检测时，气室中的SO 2含量一般都不大于1.0μl/L，这在对大亚湾电厂百余台断路器的检测中得到证实。但若断路器内部存在局部放电、重燃或严重过热性故障时，将使故障区域的固体绝缘材料和SF6气体发生分解，使绝缘性能大大降低，乃至引起事故。

2 气体组分的状态监测

采用SF6综合测试仪，我们对管辖设备的各气室进行了长期监测，表一是部分状态监测结果，通过大量数据对比，我们发现断路器器和PT 气室中CO 含量偏高，而且呈逐年微增的趋势，由于CO 主要来源于绝缘材料的老化释放，而断路器和PT 设备中含有大量的绝缘材料，且这些设备在操作或运行时内部温度相对较高，这些因素使得其CO 的含量相对其他单一气室偏高。

表1 大亚湾电厂一期500kV 主开关站2014年12月GIS 组

分监测（部分）

图1 PT 和断路器气室中CO 含量(ppm)

3 PT 气室局放处理

2013年6月，在例行气室组分监测中发现400kV 开关站032GS 气室中H 2S 含量相对异常（0.3ppm ），其他气室未检出，随后及时上报并对该气室进行长期跟踪；在在线局放GIS 状态监测中也发现该气室有0.3mV 的微小局放信号。送电后三个月的持续监测中未发现异常放电信号，气体组分监测中也未检出特征气体成分。

图2 PT 局放处理

4 总结

通过对国内外大量文献及本电厂实测数据分析，六氟化硫气体组分分析能够有效发现GIS 内部各部件早期缺陷而导致的过热和内部放电情况，而便携式六氟化硫综合测试仪的现场应用，使得对其组分分析简单、高效；其中SO 2、H 2S 特征气体稳定且传感技术较为成熟，而HF 探头为消耗性探头，需要定期校验和及时更换。

参考文献

[1]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2]中华人民共和国电力工业部.DL/T 596—1996，电力设备预防性试验规程[S].北京：中国电力出版社，1997.

[3]袁亮.高压电器中 SF6气体分解物的检测与研究[D].长春理工大学，2009.

[4]秦澍麟.六氟化硫绝缘的高压电器译文[M].北京：中国电力科学研究院，

2008.