2 SF6氣體的狀態(tài)監(jiān)測(cè)
2.1SF6氣體的壓力監(jiān)督
SF6斷路器設(shè)備投運(yùn)后,其絕緣性能和滅弧能力在很大程度上決定于SF6氣體的狀態(tài),通常應(yīng)監(jiān)督氣體密度和氣體純度兩個(gè)參數(shù)。
對(duì)于常規(guī)SF6斷路器設(shè)備,監(jiān)控SF6氣體密度的方法是裝設(shè)氣體壓力表和密度繼電器。鑒于氣體參數(shù)可測(cè)量性、使用習(xí)慣和安全規(guī)程相應(yīng)的規(guī)定等實(shí)際情況,常常給出SF6氣體的壓力參數(shù)。由于SF6的氣體特性與理想氣體不同,在說(shuō)明其壓力的同時(shí)必須說(shuō)明是在什么溫度條件下才有意義。制造廠出廠時(shí)表明的氣體壓力參數(shù)均指標(biāo)準(zhǔn)條件,即對(duì)應(yīng)于200℃環(huán)境溫度,也就是用200℃溫度下的氣體壓力來(lái)代替氣體的密度。
如不考慮泄漏,其密度保持不變,而壓力隨溫度的變化而變化,評(píng)定不同環(huán)境溫度條件下的氣體壓力是否正??刹捎枚喾N方法。常用的有氣體壓力溫度特性曲線法和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法,還可采用溫度補(bǔ)償?shù)膲毫Ρ怼?br />
2.2SF6氣體的含水量監(jiān)督
SF6氣體中難免會(huì)含有一些水分和空氣等雜質(zhì),水分是以水蒸汽形式存在。水分的危害比較大,所以得到極大的重視和關(guān)注。當(dāng)溫度下降時(shí),過(guò)量的水蒸汽可能凝結(jié)成水附著在絕緣件表面,從而潛伏著發(fā)生絕緣事故的危險(xiǎn)。另一方面,在電弧高溫作用下分解后,由于水分存在而可能產(chǎn)生有毒物質(zhì),影響到設(shè)備壽命和人身的安全。所以,對(duì)SF6斷路器設(shè)備中的氣體含水量有比較嚴(yán)格的要求。
3 SF6斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷展望
3.1開斷性能
高壓斷路器應(yīng)能開斷各種性質(zhì)的電流,多數(shù)情況下是開斷負(fù)載電流,這是有功小電流的范疇,開斷條件較寬松,開斷易成功。另一類是開斷較小的容性和感性電流,開斷后可能會(huì)伴隨發(fā)生不同大小的過(guò)電壓,甚至可能導(dǎo)致開斷失敗。典型的如開斷空載長(zhǎng)線時(shí)可能發(fā)生擊穿,從而產(chǎn)生過(guò)電壓,威脅到絕緣。較受關(guān)注的是開斷短路電流,在長(zhǎng)期運(yùn)行中,可能會(huì)開斷大小不等的各種短路電流。對(duì)于SF6斷路器來(lái)說(shuō),一方面是滅弧室的結(jié)構(gòu)要可靠,要保證開斷過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特性,即壓氣和吹弧功能;同時(shí)斷路器的機(jī)械動(dòng)作要正確,不允許發(fā)生慢動(dòng)作或運(yùn)動(dòng)中停滯的現(xiàn)象。如果發(fā)生這種問(wèn)題,即使開斷小電流也會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生,這種不正常動(dòng)作的情況是極其罕見的。如果設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理、選材不良和現(xiàn)場(chǎng)操作處理不當(dāng),也有可能發(fā)生,但目前還沒(méi)有辦法來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,SF6斷路器的開斷性能比較可靠,機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性能得到保證。從必要性和現(xiàn)實(shí)情況看,在線監(jiān)測(cè)斷路器的運(yùn)動(dòng)特性和壓氣功能還很困難,監(jiān)測(cè)SF6氣體的壓力(推算密度)是當(dāng)前在線監(jiān)測(cè)的一個(gè)項(xiàng)目。
3.2絕緣性能監(jiān)測(cè)
高壓斷路器的外絕緣主要是瓷套管,而且是承壓部件,其質(zhì)量好壞影響到斷路器的正常運(yùn)行。要求其外絕緣有足夠的防污閃能力,其外絕緣的爬電距離應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)污穢等級(jí)的要求,傘裙結(jié)構(gòu)和爬電系數(shù)等均應(yīng)符合IEC600815標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?,F(xiàn)在,絕大多數(shù)高壓SF6斷路器的外絕緣都能滿足Ⅲ級(jí)污穢區(qū)的要求,有效爬電比距達(dá)到2.5cm/kV以上。對(duì)斷口間的爬電距離,按有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,要求達(dá)到對(duì)地爬電距離(按污穢區(qū)等級(jí)計(jì)算)的1.15~1.20倍。瓷套管的老化相當(dāng)緩慢,目前還沒(méi)有開發(fā)出實(shí)用的在線監(jiān)測(cè)的手段和方法。瓷套內(nèi)壁的處理方法會(huì)影響到SF6氣體的含水量,有些國(guó)產(chǎn)LW6-220型斷路器就曾發(fā)生因含水量嚴(yán)重超標(biāo)的缺陷。
高壓斷路器的內(nèi)絕緣主要是SF6氣體絕緣、絕緣拉桿以及瓷套內(nèi)表面的絕緣,因?yàn)榻^緣拉桿處在全密封的SF6氣體內(nèi),只要SF6氣體的狀態(tài)正常、絕緣拉桿的質(zhì)量可靠,其絕緣性能通常就可得到保證。但有報(bào)道,戶外瓷柱式SF6斷路器發(fā)生過(guò)多次絕緣拉桿斷裂故障。這種機(jī)械性能的問(wèn)題,畢竟是小概率事件,應(yīng)由制造廠保證。故希望改進(jìn)制造工藝及加強(qiáng)出廠試驗(yàn)檢測(cè),開發(fā)絕緣拉桿斷裂缺陷的檢測(cè)方法。而絕緣性能在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)應(yīng)該是SF6氣體的狀態(tài)。