SF6电气设备密封性能控制的必要性
SF6电气设备密封性能控制的必要性
影响设备中SF6气体的绝缘性能的主要因素有两个:
一是气体中水蒸汽的含量,即通常所说的湿度或微量水分。当微量水分增高或严重超标时,可能会造成沿绝缘物内部表面闪络而造成事故,也可能使开关绝缘件受潮或产生凝露,从而大大降低其绝缘性能。
同时水分会与被电弧分解的SF6分解物反应,生成腐蚀性极强的HF(氢氟酸)、氟化亚硫酰(SOF2)、二氟化硫酰(SO2F2)等酸性物质,会腐蚀设备内灭弧室内的金属元件和设备的密封绝缘材料,影响设备的机械性能,缩短设备的使用寿命,降低设备的绝缘能力,对人体也具有毒性,对环境也会造成污染。
运行的SF6电气设备中气体微量水分标准是:
含灭弧室的设备:300uu/l;不含灭弧室的设备:500uu/l(20℃)。另一个因素是SF6气体的密度,SF6气体在101325Pa、20℃时的密度为6.16g/L,具有优异的绝缘灭弧电气性能保证一定密度值的SF6气体,才能保持良好的灭弧和绝缘性能,而SF6气体的密度与压力曲线关系是正比例函数关系,也就是说,保证一定的压力,才能保证一定的密度值。这两个因素都与SF6电气设备的密封性能有直接关系,SF6电气设备的密封性能是指电气设备各个密封环节密封气体的能力和状况。
SF6电气设备的密封性能对设备内部气体湿度有较大的影响作用,这是因为:
一般的SF6电气设备由于人为的控制设备内部气体湿度,所以设备内部气体含水量较低,也就是说设备的内部水蒸气分压很低而大气中水蒸气分压很高。在高温高湿条件下,水分子会自动地从高压区向低压区渗透外界气温越高、相对湿度越大,内外水蒸气压差就越大,如果此时设备的密封性能出现不良状况,大气中的水分透过设备密封薄弱环节,进入设备的可能性就越大。这是因为SF6分子直径为4.56x10-10m,水分子直径为3.20x10-10m,SF6分子是球状,而水分子为细长棒状,在内外水分压差大时,水分子是容易进入设备内部的。
所以,《GBJ147-90电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》第4.2.2条明确指出:“SF6断路器的密封是否良好,是考核其可靠性的主要指标之一。为防止水分渗入到断路器内,对密封材料有严格的要求,故强调了组装用的密封材料必须符合产品的技术规定。”要保证SF6电气设备内部SF6气体的密度,则必须维持设备内部SF6气体在一定的压力值,而维持住一定的压力值,就必须依靠设备的密封性能来保证。
所以,EC(国际电工技术委员会)关于SF6电气设备制造的相关标准中强制要求,所有SF6电气设备都必须设有SF6气体密度继电器(压力表),通过其设定的报警、闭锁两个压力值来监视SF6电气设备内部SF6气体的密度(压力值)值,以保证设备安全可靠运行。
如上所述,SF6电气设备的密封能力和状况与其内部SF6气体保持优异的绝缘灭弧电气性能是密切相关的,要使SF6电气设备保持良好的运行工况,对设备的气体泄漏量进行严格控制是必要的。
对SF6电气设备的气体泄漏量进行严格控制必须要依靠可靠、可行的检漏检测方法,目前,实际运用的定量检漏检测方法主要有年泄漏率法和定量检漏仪检测法。