近年来,我国经济高速发展,电力系统容量急剧扩大,SF6 电气设备的用量持续增加,并广泛应用于电力部门和工矿企业,有力促进了电力行业的快速发展。
GIS具有诸多特点,一般由不同间隔组成,其占地面积小、体积小、重量轻,元件全部密封不受环境干扰。操作机构无油化、无气化,运行可靠性高。采用整块运输,安装便捷,周期短,费用低,检修工作量小且时间短。共箱 GIS 采用三相机械联动,机械故障率低。断路器具有优越的开断性能,采用新型灭弧原理的自能灭弧室,充分利用电弧自身能量。此外,GIS 损耗少、噪音低,外壳感应磁场小,涡流损耗小,电能损耗少,弹簧机构的运用也降低了操作噪音。
SF6气体在电力系统中主要充当绝缘和灭弧介质,但在电弧、局部放电及高温等因素影响下会分解,其分解产物遇水会产生剧毒物质,如四氟化硫(SF4)、二氟化硫(SF2)等。室内 SF6 气体泄漏时,泄漏气体及其分解产物会在低层空间积聚且不易散发,对室内检修和巡视人员构成严重威胁。
六氟化硫气体微水含量过高会产生多方面影响。在高温和金属物参与下,SF6 与水反应会生成有害物,腐蚀绝缘件和金属件,使气室压力升高。温度降低时,过多水分可能形成凝露水,降低绝缘件表面绝缘强度,甚至导致闪络。气体密度降低到一定程度会丧失绝缘和灭弧性能。
SF6进入 GIS 的途径多样,包括新气带入、断路器零部件吸附、安装或检修时带入、吸附剂带入以及运行中通过密封圈渗透等。
SF6气体含水量的测量方法通常分为电解法、露点法和阻容法。电解法基于法拉第电解定律,稳定但电解池寿命有限,对气体流量要求高。露点法准确可靠,但价格昂贵且需专业操作保养。阻容法利用湿敏元件特性测量湿度,但仪器需经常标定。
电解法。采用库仑法测量气体中微量水分,其定量基础为法拉第电解定律。当被测气体以一定流量流经电解池时,气体中的微量水分将全部被五氧化二磷(P205)膜层吸收,并被全电解。此方法属绝对测量法,稳定、不漂移,缺点是电解池寿命有限,需要再生,并且对气体流量要求较高。
露点法。所谓露点,是指空气或其他气体中水蒸气达到饱和而结霜时的温度。露点仪是最准确、最可靠、最基本的测量方法,被广泛地用于标准传递,但其缺点是价格比较昂贵,并需要有经验的人操作及保养。
阻容法。阻容法是利用湿敏元件的电阻值或电容值随气体湿度的变化而按一定规律变化的特性进行湿度测量的。由于其传感器电参量和气体湿度之间的关系曲线会随间和仪器的使用而变化因此此类仪器需要经常标定才能保证测量准确。
GIS室发生 SF6 泄漏危害极大。室内空间封闭,泄漏后流通缓慢,毒性分解物沉积,不易排出。SF6 气体比重大,易在低层空间积聚造成缺氧,且其无色无味,不易察觉,增加了潜在危险。
泄露气体伤害后主要症状:
1)呼吸系统:刺激呼吸道,打喷嚏,呛咳,咽部干燥,有烧灼感,继而呼吸不畅,胸闷气短,严重时呼吸困难,喉头水肿、溃烂。
2)眼部:流泪,怕光,烧灼感,充血,水肿。
3)皮肤:瘙痒,皮疹,接触处可能有红肿。
4)消化道:吞咽困难,恶心,呕吐,腹痛。
5)神经系统:突然头痛,头昏,全身软弱无力,感觉抑郁,严重会惊厥,抽搐,休克,猝倒,昏迷。
如果怀疑发生中毒现象,现场急救应采取以下措施:
1)组织人员立即撤离现场,开启通风系统,保持空气流通。
2)观察中毒者,如有呕吐应使其侧位,避免呕吐物吸入,造成窒息。
3)皮肤污染,应立即用清水冲洗,换衣服。
4)眼部伤害或污染用清水冲洗并摇晃头部。
5)应弄清毒物性质,并保留呕吐物待查。
6)现场应配备必要的药品。
SF6开关设备漏气具有隐蔽性,需科学查找漏点。漏气会影响断路器开断性能,反复补气且工艺失控易致气体微水超标和断路器性能劣化。漏点类型多样,不仅有密封件问题,还有浇注口砂眼、焊缝砂眼、密封槽尺寸、压力表漏气等。停电更换漏气元件工作量大,工艺要求高,组合电器解体处理存在风险决策问题。
开关设备漏气点主要在管路接头、法兰、阀门、焊缝砂眼等部位,少量发生在管路、罐体中段,不易发现。造成漏气的主要原因有接头和法兰紧固力矩不够、热胀冷缩、密封件老化、密封面划伤或夹渣、制造缺陷和安装缺陷等。
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