第八章六氟化硫绝缘气体

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
在怀疑运行设备存在漏气时,也常用定性检漏仪查 找漏气部位。
真空检漏法
真空检漏法一般只适用于现场设备安装和检修后的 检测,其方法是:对设备抽真空至 133×10-6 MPa 后,继续抽真空 30min ,停泵 30min 后读取真空度 A ,再过 5h 后读取真空度 B ,若B-A 差值小于 133Pa ,则可认为设备密封不漏,否则需要进行处 理,消除漏气点。
阻容法就是利用电容器间绝缘材料,如氧 化铝薄膜、高分子薄膜等因吸收水蒸气, 改变其介电系数,最终导致电容变化的原 理制造的测量仪器。
氧化铝传感器。
氧化铝传感器是在带有多孔氧化铝层的铝基片 上,用特殊工艺蒸发上一薄层金金属膜,这样 铝基片与镀金层就构成了电容器的两块极板, 其间的氧化铝薄膜就成为绝缘介质。
1)六氟化硫运行气体的泄漏检测
由于是电负性气体,具有很强的吸收自由 电子形成负离子的特性,因而人们利用六 氟化硫气体的这种特性,设计出了多种气 体泄漏的检测方法,常用的主要有紫外电 离、电子捕获、真空高频电离和负电晕放 电检测四种。
紫外电离检测
紫外电离检测是利用紫外线将被检气体中的氧 气和六氟化硫气体离子化,根据它们的离子迁 移速度和对电子吸收能力的差异,迅速检测出 被检气体中微量六氟化硫气体的浓度。
2. 六氟化硫设备内气体水分的检测 六氟化硫设备中的气体水分来源
SF6 新气带入的水分 安装 SF6 设备时混入的水分 固体绝缘释放出的水分
SF6设备渗漏进入的水分
水分测试仪器与方法
SF6 气体水分的测量方法主要有 4 种,即重量 法、电解法、阻容法和露点法。由于每种测量 方法的原理不同,其适用的测试范围也不同
将 积五%)只的雌混白合鼠气置体于中S保F6持792%4小和时O2,21此%期(均间为应体 供应充分的水和鼠食。试验后的白鼠若有 异常现象则应作为疑点,待发现有明显中 毒症状(即阳性反应)时,表明该气体不合格。
3. SF6的鉴别
若对新购的或贮存中的气体是否为SF6有怀 疑时,可测定该气体的密度或导热系数或 红外吸收光谱等数据,并与纯SF6之值相比 较即可鉴别。
对于装有密度继电器的运行设备,若发现密度计指 示的气体密度连续下降,也可判定设备存在漏气现 象。
上述方法可大致判断设备的漏气量,但不能确定漏 气部位。
定性检漏仪法
在设备安装、检修完毕后,一般用手持式SF6气体定 性检漏仪沿设备的连接密封部位缓慢移动,查找漏 气点,若发现漏点需进行有效的处理,至确定设备 没有漏气部位为止。
三、 六氟化硫设备运行气体的监督与管理
六氟化硫电气设备中运行气体管理主要包 括泄漏管理、纯度管理、湿度管理 3 项内 容。
1. 六氟化硫运行气体的泄漏管理
SF6 电气设备在安装完毕后,一般先对设备 的法兰接口等结合面,进行定性检漏,如 发现 SF6 气体泄漏部位时,再进行定量检漏。 GB / T 8905—1996 《 六氟化硫电气设备中 气体管理和检测导则 》 中规定:每个气隔 的年漏气率应不大于 1 %。
SF6的某些高温电弧产物,在消弧的瞬间可能复 合,例如:
S+6FSF6 SF6++SF6-2SF6
…………
当 易电阻止流电过弧零的后继,续SF和6弧发隙展介,质缩的短强燃度弧比时N间2大。得多,
(2)SF6的冷却作用
从SF6的物理性质可知,SF6为优良的冷却介质, 其冷却散热的效果好,可有效地降低电弧温度, 有利于电弧的熄灭。

电径S电F弧 比 弧6弧N弧 作芯2芯 用小区区下得所域的多包(分。电含解当孤的是电导热吸弧电量热电部比反流分N应突2)的内,然少,故停,S冷止F而6却之的且效后区S果,F域6在好在直,
易熄灭电孤。
2. SF6的灭弧作用 除SF6电弧弧柱的自身特性对熄灭电弧有利
外,还有以下重要的原因:
1)SF6的复合作用
2)设备检漏方法
六氟化硫设备气体的泄漏检测一般分为定 性检漏和定量检漏两类。
定性检漏
定性检漏的目的是确定六氟化硫电气设备是否 漏气、漏气的具体部位、大致判断漏气量的大 小。常用判断设备漏气的方法有:气体压力降 法、密度降法、定性检漏仪法及真空检漏法等。
气体压力降法和密度降法。
对于运行设备,一般当发现同一温度下相邻两次 SF6 气体压力表上的读数相差 0.01~0.03MPa 时,即 可定性判断设备存在漏气现象。
定量检漏
定量检漏方法主要有扣罩法、挂瓶法、局部包扎法及 压力降法。
由于六氟化硫设备结构复杂、体积庞大,六氟化硫气 体浓度在密闭空间分布不均匀以及密闭空间体积难以 准确计算等特点,因此在生产现场用扣罩法、挂瓶法、 局部包扎法等既费时、费力,又很难准确检测、计算 出设备的漏气量。故现场很少采用,因而运行设备年 泄漏率小于 1 %的控制标准只对生产制造商具有更大 的约束作用和指导意义。
第三节 SF6的监督与管理
一、SF6气体的质量标准 目前工业上制备SF6的方法,较普遍采用的是单质
硫磺与过量气态氟直接化合:
为保证SF6气体的纯度和质量,国际电工委员会 (IEC)和许多国家、生产厂家都规定了SF6气体的 质量标准,用户可根据标准进行检测和验收。表 8-5为IEC和我国SF6气体的质量标准。
二、新SF6气体的监督和管理 1. 取样技术
直接法:采用取样管把钢瓶出口与分析设 备直接联起来。SF6液体从钢瓶中流入取样 管,气化后以SF6气体进入分析设备中进行 检测。
中间取样法:将钢瓶中的液态SF6输入已抽 空、洗净、能耐7000kPa试验压力的瓶内, 气化后作试样备用。
2. 毒性试验
负电晕放电检测
负电晕放电的检测原理是:检测器在脉冲高压 电场的作用下产生连续电晕放电,被测气体进 入检测器后,其中的电负性气体因吸收电晕放 电产生的电子,使电晕放电电流降低,从而对 电晕电场起到抑制作用。被测气体中的电负性 气体电负性越强、浓度越高,对电晕电场抑制 的作用越大,电晕放电电流降低得也越多。因 此电晕放电电流降低的程度就反映了被测气体 中电负性气体浓度的高低。
2. 影响SF6击穿电压的因素 (1)电场均匀性
(2)SF6的工作压力 (3)电极表面
(Leabharlann Baidu)导电杂质的影响
五、SF6的灭弧特性 1、SF6电弧弧柱的基本性质 在不同的气体电介质中,电弧弧柱的温度分布
各不相同,N2的弧柱温度比SF6的高得多。 电电较弧导 高(周很<围小75仅区00有域K微内),弱,电的S导F电6较的弧大电电,弧流有温;稍度N大较2的的低电电(<弧弧4温0电0度0流K。),
(3)SF6具有吸附电子的能力
SF6吸附电子一方面可减少电子的密度,降低电 导率,促使电弧熄灭;另一方面,由于SF6-的 离子迁移速度比电子慢得多,SF6-与SF6+易复 合成SF6,也有利于电弧的熄灭。若在断路器中 设置专门的吹弧装置(灭弧室),还可增强SF6 熄灭电弧的能力。
第二节 SF6的电弧分解产物及其危害
SF6+eSF6- SF6+eSF5-+F SF6分子直径比空气中氧、氮分子大,使得电子在SF6中 的平均自由行程缩短,不易在电场中积累能量,从而 减少了自由电子的碰撞电离的能力。
SF6的分子量是空气的5倍。SF6负离子的质量更大,其 离子迁移率比空气中氧、氮离子的迁移速度更小,极 易与正离子发生复合作用而形成中性分子,使气体中 带电质点减少,不易形成放电。
四、SF6绝缘特性
1. SF6的高绝缘强度
SF6是一种高绝缘 强度的气体电介 质。
SF6具有高绝缘强度的主要原因是:
在SFS6具F6有分很子强中的,电六负个性F原,子容紧易密与地电围子绕结其合分形子成表负面离,子使, 削弱电子碰撞电离的能力,阻碍电离的形成和发展。 负离子形成的反应如下式:
重量法
重量法是电力行业 SF6 气体水分测量 的仲裁方法,其测量原理是:用恒重 的无水高氯酸镁吸收一定体积的六氟 化硫气体中的水分,并测量其增加的 重量,以计算六氟化硫气体中的水分 含量。
阻容法
阻容法测量原理。
所谓电容器,顾名思义就是储存电荷的“容器”, 它是由两块相互接近,并由绝缘介质隔开的金属板 构成的。当电容器两极板间接上直流电源时,在电 场的作用下,电源负极的自由电子移动到 B 板上, B 板积存负电荷;而电源中的正电荷则移动到 A 板 上,A板积存正电荷。这个过程就是电容器的充电过 程。
一、SF6气体电弧分解产物的生成 SF6气体自身的分解反应 SF6 SF4+ F2 SF6气体与电极触头材料反应 4SF6 +W +Cu 2S2F2+3WF6 +CuF2 2SF6 +W +Cu 2SF2+WF6 +CuF2 水解反应 2SF6 + H2O 2SO2+ O2 +12HF SF4 + H2O 2SOF2+2HF 与氧作用 2SF4 + O2 2SOF4
真空高频电离检测
真空高频电离检测是根据电负性气体在高频电 场中电离程度的差别而设计的检测方法。
四 种检漏方法中,以电子捕获检测法灵敏 度最高,稳定性好,但对载气气源的纯度 要求高,且价格昂贵;紫外电离法检测灵 敏度适中,稳定性较好;负电晕放电法检 测准确性较差,但价格低廉;高频电离法 虽然检测灵敏度高,检测范围宽,但因稳 定性差,只适合做定性和半定量测定,国 外已基本淘汰。
电子捕获检测
电子捕获的检测原理是:当载气通过同位素 Ni63 产放 射源时,放射源所产生的β射线的高能电子使载气电离 形成正离子和慢速电子,在外加直流电场的作用下, 它们向极性相反的方向定向迁移,形成一定的基流。 当含有电负性气体的被测气体通过检测器时,电负性 气体捕获检测器中的慢速电子形成负离子,因负离子 的质量远大于电子,故其在电场中的迁移速度远低于 自由电子,从而使原来形成的稳定基流降低,基流减 少的量与被测气体中电负性气体的浓度成正比。因此, 基流的变化量大小就表示了被测气体中电负性气体浓 度的高低。
对运行设备,监督人员常用压力降法或密度降 法估算设备的漏气率。其具体做法是:运行人 员连续记录设备中气体的压力(密度)和温度, 并换算出相应的密度,经过一段较长的时间间 隔后,根据密度的变化计算出该设备的漏气率。 该方法的优点: ① 简便易行; ② 可及早发现
设备的漏气现象,为定性检漏和设备检修提供 依据。
电容器储存电荷的能力与电容器的结构密切相关。 若极板的面积为 S ,极板间的距离为 d ,极板间 绝缘材料的介电系数为ε,则电容器的电容量 C 与 极板的面积 S 及材料的介电系数ε成正比,与极板 间的距离 d 成反比,即有下列关系:
从上式可见,若电容器极板的面积、距离不变, 电容器的电容量 C 与绝缘材料的介电系数ε成正比。 也就是说电容量的大小反映了介电材料介电系数 的大小,而绝缘材料的介电系数是与其干燥程度 有关的。对于吸湿性绝缘材料而言,水分含量高, 则介电系数小;水分含量低,则介电系数大。
SF6为优良的冷却介质。 SF6在不同的温度和压力下,可呈气态、液
态和固态,使用中应予注意。
三、SF6的化学性质 SF6的结构比较稳定,化学性也极不活泼。在空气
中不燃烧、不助燃,与硫酸、盐酸、强碱、水、 氨等不反应。
在反微始1应弱分5;反解0℃超 应 ;以过 ; 在下12有55,00铜S℃ ℃或F时左6不铝,右与存硅可设在钢与备时S会中,O促3的S发使F电6生在S气F反260分材应0解 ℃料:, 左起并 右化开有学 SF6十2SO33SO2F2 在室温下,SF6可被无水碘酸定量地还原: SF6十8HIH2S十6HF十4I2 SF6对各种金属的腐蚀性是很微弱的。
第八章 六氟化硫绝缘气体
第一节 SF6气体的性质
一、SF6的结构特点 SF6的分子为一正八面体的立体结构。 SF6分子所独有的结构特点使SF6气体
具有独特的物理化学性能和电气性能。
二、SF6的物理性质 SF6在常温、常压下,为无色、无味、无毒
的不可燃气体。SF6在设备中的工作压力通 常为0.2~0.7MPa,呈气态。 SF6的密度比空气大,约为空气的5倍,因而 具有强烈的窒息性。
相关文档
最新文档