1.1 概述 六氟化硫(SF6)是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体,具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。充装SF6的电气设备占地面积小,运行噪声小,无火灾危险,这较大地提高了电气设备运行的安全可靠性。而气体绝缘金属封闭电器(GIS)的应用,打破了传统变电站的概念,使紧凑型、高电压、大容量新式变电站的发展得以实现,成为城网变电站改造的重要途径。 随着我国电力设备无油化、小型化的发展,在35-500kV高压断路器中采用SF6气体作为绝缘灭弧介质的断路器等逐年增加。对SF6气体的状态监测已成为保证SF6断路器等电器设备正常安全运行的主要技术措施之一。 SF6高压开关电器在制造和运行中因为: ?SF6新气中含有一定水分。 ?在设备安装、解体检修和充气补气时,因工艺过程中的疏漏,在气室和管阀内留有水分。 ?因密封不严,在SF6向外泄漏时,会反向渗入水分。 变电站SF6断路器SF6气体的密度、湿度和温度三项物理指标是否处于额定范围之内,决定着该断路器的安全运行状态。电网运行规程强制规定,在设备投运前和运行中都必须定期对SF6气体的密度和含水量进行检测。SF6气体含水量的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便携式露点仪进行现场检测。 1.2 SF6气体在运行中的检测及污染后果 SF6气体的湿度、密度两项物理指标是否处于额定范围之内,决定着SF6气体的绝缘和灭弧性能的有效与否。但SF6高压开关电器在制造和运行中因为:SF6新气中含有一定水分;在设备安装、解体检修和充气、补气时,因工艺过程中的疏漏,在气室和管阀内会留有水分;在开关工件加工和上述操作中的失误等造成密封失严,SF6气体向外泄漏,因外部水分压远**气室中气体的水分压,外部水分会向气室内反向渗入,造成SF6气体在密度下降的同时含水量上升。**标的水分会造成下列危害: SF6气体含有**标的水分后,在一些金属物的参与下,在200℃以上温度时可使SF6发生水解反应,生成活泼的氢氟酸(HF)和有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等低价硫氟化物,在高温拉弧的作用下,还将分解产生温室气体之一的(SO2)和氢氟酸(HF)。它们将腐蚀绝缘件和金属部件,并产生热量从而导致气室内气体压力的危险升高,断路器耐压强度和开断容量下降,严重情况下将导致断路器爆炸,不仅引起电网事故,还将造成有害和温室气体灌放大气,形成电气和环保灾害。 电力相关规程规定:每日巡回监视气体密度,每1-2年对SF6气体的含水量进行检测。含水量检测通常采用露点仪进行现场停电检测,检测时按标准取样气体流量,即30-40升/小时计算,一次测试需排放SF6气体约35升。全国电力工业分成两大电网公司和五大发电集团。至2006年底,仅一个电网公司,即国家电网公司所辖电网中的12-750 kV中高压断路器就有333,294台,上述数量还不包括每年增长的10%左右。平均每台断路器每年排放35升SF6气体,其总排放量及高能量**命的大气污染效果不言而喻。 1.3 在线监测是确保电力与环保安全的有力措施 我公司根据目前电力行业的发展趋势研制了SF6在线式微水密度检测系统。该系统主要应用于电力行业的主设备之一SF6高压断路器SF6气体的在线监测与控制,可以在不排放SF6气体的条件下对SF6气体的含水量、密度和温度进行实时数据显示、信息远传、故障报警、闭锁机构启动、后台数据显示与分析等,为电力系统生产管理与设备状态检修提供与依据。