六氟化硫设备SF6气体湿度超标不停电处理关键技术概述

罗传胜

（广西电网有限责任公司南宁供电局广西南宁530029）

摘要：基于SF6设备湿度超标缺陷处理需要停电问题出发，立足于减少客户停电时间、提高设备运行可靠性。开展SF6设备带电湿度超标处理，旨在提高SF6设备运维关键技术，具体为采用呼吸式SF6气体湿度净化处理技术，解决SF6设备湿度超标缺陷处理需要停电问题，为SF6设备湿度超标处理提供了一种新的、有效的方法。

关键词：SF6；湿度；净化

0引言

SF6气体设备在变电设备中的使用日益增多，SF6气体湿度超标缺陷时有发生。SF6电气设备中的湿度含量是影响气体绝缘和电气性能的重要因素，如果SF6气体湿度超标，将影响SF6设备的绝缘和电气性能，加快设备的腐蚀和老化，会对设备安全稳定运行构成严重威胁。目前SF6湿度超标，常规处理方法是停电检修，这种方法需要将设备进行停电处理，处理前执行运行方式调整、停送电操作耗费大量人力，也不能保证电力持续供应。在减少客户停电时间提高供电可靠性要求的大背景下，重要变电站、重要间隔，停电工作变得更加紧张，给设备SF6湿度超标缺陷处理带来较大困难。本文将介绍一种在SF6电气设备带电带负荷运行的情况下，对湿度超标的SF6绝缘气体进行不停电除湿处理方法。

1.湿度超标的危害及传统处理方案

SF6设备是变电站广泛使用的一种电气设备，随着我国电力行业迅速发展，SF6设备数量不断增加，而SF6设备运维维护过程中的各类缺陷也不断出现，其中最为突出的缺陷是湿度超标问题。按照南方电网《变电一次设备缺陷定级标准（运行分册）》缺陷定级标准，SF6气体湿度超标在各个类型的SF6设备中，均属于重大缺陷，处理时限为7天。通常认为，SF6湿度超标主要会导致电气设备如下两个方面的安全稳定运行问题：

(1)水分引起化学腐蚀，干燥的SF6气体是非常稳定的，在温度低于500℃时一般不会自行分解，但是在水分较多时，200℃以上就可能产生水解：2SF6+6H20→2S02+12HF+O2，生成物中的HF具有很强的腐蚀性，且是对生物肌体有强烈腐蚀的剧毒物，S02遇水生成硫酸，也有腐蚀性。SF6气体中含有水分更重要的危险是在电弧作用下，SF6分解过程中的反应。在电弧作用下的化学反应的最后生成物中有SOF2、S02F4、SOF4、SF4和HF，都是有毒气体。

(2)水分对绝缘的危害。六氟化硫电气设备中的湿度含量是影响气体绝缘性能的重要因素，如果六氟化硫气体湿度超标或产生凝露，将会对设备安全构成严重威胁。通常气体中混杂的水分是以水蒸气形式存在，在温度降低时可能凝结成露水附着在零件表面，在绝缘件表面可能产生沿面放电(闪络)而引起事故。

图1

目前针对SF6设备气体湿度超标常用的处理方法是停电检修。根据运维维护数据，每年SF6设备由于湿度超标需要进行停电维护处理的占到了20%，随着运行年限的增加，数据有增加趋势，明显增加了大量的维护工作，严重影响了电力设备安全稳定运行。这种方法实施成本高，在某些重要变电站、重要间隔，停电工作无法保证客户的供电可靠性，使得缺陷处理工作变得更加困难紧张。

2湿度超标不停电处理关键技术方案

为了科学应对六氟化硫设备湿度超标问题，减少六氟化硫设备湿度超标的危害，带电处理SF6设备湿度超标问题显得尤为必要。

（1）湿度超标不停电处理原理见图1

（2）关键技术

a、湿度处理系统SF6气体的充分置换，实现水分的逐步去除。采用呼吸机理的气体干燥方法通过分子筛吸附气体中的水分，吸附干燥后的气体再呼出到设备中。每次控制容器内压力在规定范围内，循环式进行气体置换干燥，直到设备内部气体湿度合格为止。为了进一步提高置换效率，设计了气体加热工艺流程，增加了针对气室同时提供输出口和输入口的循环管路，该方法与输出口和输入口为同一管口的置换方法相比，减少了重复置换的几率，提高了置换效率。

b、湿度处理系统的安全防控。系统针对设备带电处理，对处理过程中的人员、设备、系统安全性要求较高。为了保证高压设备气室内水分净化过程中气室内的压力保持在安全范围内，设计中对气室的压力进行实时的检测并采用双重保护。系统本身带有可设定的高压和低压阀值，在置换过程中，通过自动控制保证运行社别气体压力始终在设定范围。

c、湿度处理系统的自动控制和工业设计。处理系统充分考虑不同设备不同工况条件下的手动和自动控制，保证净化过程中整个气路的气密性及整体承压能力满足设备正常运行。

（3）工作流程

a、系统抽真空。首先是设备自身的抽真空过程及压缩机和真空压缩机的内部清洗（用高纯SF6气体），对分子筛及存储罐和管道、进出口A及与之相连的钢瓶（存储高纯SF6气体）之间的管道进行抽真空。

b、压缩SF6设备气体吸附和存储。完成连接管道的抽真空后，打开存储SF6气体的钢瓶阀门和电磁阀，SF6气体通过分子筛进入存储罐，启动压缩机进行SF6气体的吸附和存储。

c、呼气和吸气过程：通过电磁阀的开关控制和压缩机工作的配合，使得SF6气体吸入和呼出存储罐，并在呼吸过程中对SF6气体中水分进行吸附。

3结束语

本技术可在SF6电气设备带电带负荷运行的情况下，对湿度超标的SF6绝缘气体进行不停电除湿处理，减少客户停电时间、提高设备运行可靠性。

参考文献

[1]南方电网《变电一次设备缺陷定级标准（运行分册）》

[2]《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则(GB/T8905-2012)》

[3]《南方电网公司企业标准《电力设备检修试验规程(Q/CSG1206007-2017)》