SF6氣體作為一種優(yōu)良的絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì),廣泛應(yīng)用于輸電和變電站設(shè)備中。對(duì)于高壓斷路器、變壓器和其他主要輸電和變電站設(shè)備中的SF6氣體,應(yīng)滿足兩個(gè)要求:首先,SF6氣體的壓力應(yīng)達(dá)到額定水平;其次,SF6氣體中的含水量應(yīng)符合規(guī)定要求。因此,在運(yùn)行中應(yīng)定期測(cè)試SF6氣體的年泄漏率和含水率。
1、SF6監(jiān)測(cè)儀早期氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)
當(dāng)電氣設(shè)備密封不良導(dǎo)致SF6氣體泄漏時(shí),壓力表指針將隨著壓力下降而偏轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力降至黃色區(qū)域時(shí),連接到SF6監(jiān)控?cái)嗦菲餍盘?hào)電路的電觸點(diǎn)接通,并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果未及時(shí)添加SF6氣體,且壓力持續(xù)下降至紅色區(qū)域,則連接至斷路器控制電路的電氣觸點(diǎn)將啟動(dòng)中間繼電器,并阻止斷路器的打開和關(guān)閉操作。對(duì)于非綜合自動(dòng)化變電站,沒有SF6氣體壓力信號(hào)的數(shù)據(jù)采集,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。同時(shí),壓力表不能反映SF6氣體的含水量。目前,廣泛使用的方法是使用露點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)試。由于測(cè)試以每年一次的周期進(jìn)行,因此離線監(jiān)測(cè)。此外,由于測(cè)試過程中會(huì)產(chǎn)生SF6氣體排放,因此不可避免地會(huì)造成環(huán)境污染。
2、SF6監(jiān)測(cè)儀氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
(1) SF6氣體密度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
最近的研究表明,SF6氣體的絕緣電弧性能不僅與空氣壓力有關(guān),而且與密度密切相關(guān)。在SF6監(jiān)測(cè)儀上的一系列測(cè)試中,當(dāng)SF6氣體密度恒定且壓力降低時(shí),最小電弧時(shí)間平均僅增加0.35m。在氣體壓力恒定、SF6氣體密度降低的情況下,最小電弧時(shí)間平均增加1.2 m。因此,SF6氣體密度比空氣壓力更能反映斷路器的綠色中斷和電弧性能。SF6氣體在線監(jiān)測(cè)的原理是通過壓力和溫度傳感器以一定的精度測(cè)量氣體壓力和溫度,并通過SF6氣體狀態(tài)參數(shù)方程計(jì)算氣體密度。
(2) SF6氣體水分在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
當(dāng)SF6氣體的含水量為20℃時(shí),新設(shè)備和與滅弧室連通的空氣室按電氣設(shè)備開關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不大于150uL/L;根據(jù)本法規(guī)定的電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)程序,SF6操作設(shè)備與滅弧室之間的空氣室不得大于300ul/L。最近的研究發(fā)現(xiàn),SF6氣體含水量的增加與環(huán)境溫度的升高有一定的關(guān)系,但沒有具體的允許標(biāo)準(zhǔn),因此測(cè)試結(jié)果往往不可比較,而且相差甚遠(yuǎn)。
一些SF6高壓電氣設(shè)備制造商給出了SF6氣體含水量隨經(jīng)驗(yàn)溫度的變化曲線,使不同溫度下的檢測(cè)結(jié)果具有可比性,具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
濕度傳感器是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心。與空氣相比,SF6氣體中的水分含量非常低,因此應(yīng)使用混合傳感器進(jìn)行測(cè)量,該傳感器可以是氧化鋁聚合物型傳感器或電容式濕度傳感器。這些傳感器中的濕敏材料吸收和釋放與周圍環(huán)境的相對(duì)濕度成比例的水分子,從而改變介電常數(shù),并通過電路反映不同的水分含量。
在線監(jiān)測(cè)SF6氣體密度可以在短時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)SF6氣體的絕緣性能,并分析SF6氣體的泄漏率。在線監(jiān)測(cè)SF6氣體濕度可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)SF6氣體中水分含量過高的問題。SF6監(jiān)測(cè)儀對(duì)提高電力設(shè)備運(yùn)行可靠性和電力系統(tǒng)供電可靠性具有積極作用。
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