水分对sf6设备的危害性及如何控制

摘 要 在sf6断路器的安装运行过程中，sf6气体中的微量水分含量的多少直接影响到断路器的安全可靠运行。运行中的电气设备必须严格控制sf6气体中的微量水分含量，如果sf6设备气体内部含有超过额定值得水分，会引起严重的不良后果。所以，掌握其sf6气体的变化原因，采取有效的预防措施。

关键词 水分；微水量；压力；sf6断路器

中图分类号 TM5 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）147-0116-01

1 sf6气体中的微量水分带来的危害

1）sf6气体中微量的水分在电气设备中，对sf6气体本身的绝缘强度影响不大，但对设备中绝缘件和金属部件易产生腐蚀作用，同时水分还在内部的部件的表面上产生凝结水，附在绝缘件的表面，而造成沿面闪络。当表面凝露时，会大大降低沿面闪络电压。当水分由液态变为固态后，从物理学上获知，对电器的绝缘材料的危害性可以减少，即水变为冰之后，它对电器设备绝缘危害减少。

sf6气体中的水分在什么条件下才会变成凝结水或变为冰呢？这要决定于水分的压力和密度，在什么温度下会达到饱和。人们知道sf6设备气体的体积是不会变的，水分的饱和只和压力、温度有关。当设备的水分温度达到某一值时，其压力和密度达到饱和后，水分就不会结为露水，而直接变为冰了，这时对绝缘材料和金属表面的镀层的危害就降低了许多。只要sf6设备气体的含水量符合国家标准，运行时的环境温度在20℃，设备内的水分含量不超过115ppmw时，设备里是不会出现凝结水现象的。

2）在常温下，sf6气体的化学性能很稳定，当温度低于500℃时，一般不会自行分解，但当sf6气体含有较多的水分时，温度在200℃以上，就开始水解。水解会使其产生生成物HF，叫做氢氟酸，是所有酸中腐蚀性最强的，对设备的内部部件有强烈的腐蚀作用。还有一种生成物SO2遇水化会变为亚硫酸H2SO3，也有较强的腐蚀性，也会对设备的内部部件产生腐蚀的作用。sf6气体中的微量水分含量愈多，这种危害就愈大。因此在sf6设备中，应该严格控水分。

3）在运行的设备中，以sf6气体设备为绝缘介质和灭弧介质的高压开关设备，对其水分含量的严格控制是极为重要的。我们都知道，所有sf6气体设备内不可能没有水分，每一台sf6电器的sf6气体中总是会含有一定量的水分，这些水分的来源各不相同，有装配时带入的水分，有在环境潮湿的地方装配的电器，在充入的sf6气体中原来含有水分和充气时带入的水分，还有在装入内部固体绝缘件和金属表面就带有水分，装配密封环时侵入的水分。这都能给sf6设备带来安全隐患，这就需要我们在人为和其他有可能使设备中含有水分时，严格控制水分侵入sf6设备电器中，为以后sf6设备电器安全的运行做一个可靠的保障。

世界上对sf6气体含水量要求最严格的国家是美国和德国，其含水量均不得超过5ppmw，比我国的标准高。运行过程中sf6气体的含水量允许高一点，但不能超过标准值，电气设备应当每年定期作微水量的检测，以保水分在sf6气体中的含量没有超过标准值。

2 控制sf6电器设备的含水量

1）确保电器的所有密封部位都具有良好的密封性能，改善sf6设备密封材料的质量，严格遵守安装密封圈的工艺流程，以减少外界水分向电器内部侵入的速率。要做到这一点，一是密封结构的设计合理。二是对密封结构的装配要合理，要在干燥、无潮湿的工作环境进行。三是要对电器设备的漏气点进行监测，以防止外界的水蒸气有机可乘，进入到sf6电器设备中。

2）在给新sf6设备充气前一定要进行电器设备抽真空处理，对设备内部进行抽真空是将设备内的水分和杂质抽出去，也是对电器设备内部密封件和金属件的检测，同时也是检验产品的密封性能，排除设备有漏气的可能性，是电器设备在投运前必不可缺的一项环节。给电器设备抽真空，要保持5n的真空度，使设备内部零件表面附着的水分向内部空间扩散，于是内部零件表面附着的水分大大减少，经过5n后的真空度比原来下降值小于130pa，则可以认为电器设备的密封性能良好。从而也可以为产品的含水量也能够达到标准。

3）充入合格的sf6气体之前，一定要对sf6气体进行检测。一般sf6电器设备的气体在制造厂进行检测后，制造厂和电力部门有时只是进行抽样检测，这样就会给部分没有抽检到的sf6电器设备留下安全隐患。所以，在sf6电器设备投运前，一定要进行水分的微水量的测量。

水分的测定方法有三种。

重量法：定量的样品通过吸湿剂（P2O5或MgClO4）后，精确称量其重量变化，这一方法是检测气体水分的基本方法。

电解法：样品通过电解池，水被P2O5膜层吸收同时被电解，再将此电解后的电流，放大从而测出水分的

含量。

露点法：当测试装置系统温度略低于样品气体中水蒸气的饱和温度时，测试系统发出电信号，经过放大输出，在根据露点值来确定水分的含量。

4）在sf6电器设备中放置吸附剂。Sf6气体中的水分，有毒气体都可以用吸附剂来吸收。在sf6设备放置适量的吸附剂，水分、毒气都可以减少。用作吸附剂的材料有活性炭、活性氧化铝、分子筛。它们都是多孔性物质，有较强的吸附能力。选用吸附剂要有选择性，吸附剂吸收分解物的能力和吸收水分的能力不同，其用量也不一样。所以在实际工作中，都要按量、按能力来选择。

在sf6设备中放置吸附剂，应具备以下几个条件。

吸附剂放在低温环境中，可以提高其吸收水蒸气的能力。

吸附剂应有良好的吸附sf6水蒸气和分解物的

能力。

吸附剂与sf6气体分解物发生反应时，不得产生二次有害物质。

吸附剂在sf6设备运行工作时，不粉化、不潮解。

为了控制sf6气体中的水分和电弧分解产生的低氧化合物，在sf6电器设备中放置即能吸附水分又能吸附低氧化合物的吸附剂。一般吸附剂质量为气体充入质量的十分之一，特别注意，使用过的吸附剂不可再进行烘燥在处理。

无论从理论上分析，还是通过实践证明。sf6电器设备内部含有水分，对设备运行存在很大的安全隐患。每一种sf6电器都要经过这个水分处理程序的考核其密封性能，sf6气体的含水量的大小及增长速度就都能满足的。但是可以看到，这种水分处理程序需要的时间较长，所以对一种新使用的电器最好严格按此程序进行水分处理。