1、 福建省電力試驗(yàn)研究院 游榮文1應(yīng)用分解產(chǎn)物含量測(cè)試診斷應(yīng)用分解產(chǎn)物含量測(cè)試診斷SFSF6 6電氣設(shè)備內(nèi)部故障電氣設(shè)備內(nèi)部故障2目錄1、SF6電氣設(shè)備簡(jiǎn)介2、檢測(cè)SF6氣體中分解產(chǎn)物的必要性必要性3、 SF6電氣設(shè)備絕緣材料4、 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)絕緣材料的分解產(chǎn)物分解產(chǎn)物5、分析分解產(chǎn)物含量診斷SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的原理原理 6、分解產(chǎn)物含量的測(cè)試方法測(cè)試方法7、 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的類型故障的類型及故障的實(shí)例8、內(nèi)部故障的診斷方法診斷方法9、分解產(chǎn)物的正常值范圍正常值范圍10、分解產(chǎn)物的檢測(cè)周期檢測(cè)周期 3 1.SF6電氣設(shè)備簡(jiǎn)介電氣設(shè)備簡(jiǎn)介 以SF6氣體當(dāng)絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備稱

2、為SF6電氣設(shè)備,其包括斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、互感器、避雷器、套管和變壓器等。由于SF6氣體不燃不爆，不僅具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，而且具有優(yōu)異的電氣性能,1906年法國(guó)科學(xué)家在工業(yè)上用單質(zhì)F和S成功合成SF6，美國(guó)1953年研制出首臺(tái)SF6斷路器，我國(guó)1973年制造出第一臺(tái)35kv斷路器；自上世紀(jì)80年代后SF6電氣設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用。近10年來(lái)用SF6氣體作絕緣的全密封組合電器(簡(jiǎn)稱為GIS)，得到大量應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)SF6電氣設(shè)備達(dá)數(shù)十萬(wàn)臺(tái)，已成為電力系統(tǒng)的主要設(shè)備。 42、檢測(cè)、檢測(cè)SF6氣體中分解產(chǎn)物的必要性氣體中分解產(chǎn)物的必要性 SF6氣體雖然具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電

3、氣性能，但是由于設(shè)計(jì)、材質(zhì)和工藝等原因使設(shè)備內(nèi)部存在絕緣缺陷和導(dǎo)電桿連接不良，引起SF6氣體和固體絕緣材料分解，乃至釀成事故, 影響了電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行。目前對(duì)SF6電氣設(shè)備的試驗(yàn)方法有電氣法和化學(xué)法。電氣法一般都要在停電時(shí)才能進(jìn)行，而且試驗(yàn)電壓低、電流小，難以檢出設(shè)備的早期隱患；化學(xué)法中有規(guī)程的SF6純度、濕度和檢漏,這些方法只能評(píng)價(jià)安裝維護(hù)工藝，與內(nèi)部故障無(wú)直接關(guān)系;目前一些單位使用的化學(xué)比色管法檢測(cè)分解產(chǎn)物，其靈敏度低，只能作定性或半定量，其較適合事故后故障部位的查找，難以檢測(cè)設(shè)備早期的故障。我長(zhǎng)期從事充油充氣電力設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督和故障診斷，經(jīng)深入調(diào)查研究后選用靈敏度高、穩(wěn)定性好的電化學(xué)傳

4、感器，配合先進(jìn)的檢測(cè)流程和故障診斷軟件，同時(shí)檢測(cè)SO2+SOF2、H2S、CO和HF等分解產(chǎn)物的含量，從而快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出設(shè)備內(nèi)部故障。3、 SF6電氣設(shè)備絕緣材料電氣設(shè)備絕緣材料 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣材料，包括SF6氣體和固體絕緣材料兩類。 SF6氣體是所有SF6電氣設(shè)備共同的；而固體絕緣材料則不同設(shè)備有所不同，主要有熱固形環(huán)氧樹脂、聚酯乙烯、聚四氟乙烯、絕緣紙和絕緣漆等。在斷路器中的固體絕緣材料有環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯，其它設(shè)備中除環(huán)氧樹脂外,還有聚酯乙烯、絕緣紙和絕緣漆。下面對(duì)絕緣材料的性質(zhì)作詳細(xì)介紹： 53.1 氣體絕緣材料氣體絕緣材料- SF6氣體氣體 （1）化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)-SF6

5、是由鹵族元素中最活潑的氟原子與硫原子結(jié)合而成，其分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)完全對(duì)稱的正八面體，硫原子居于八面體的中心，六個(gè)角上是氟原子，分子式為SF6。 SF6在常溫常壓下非常穩(wěn)定，不發(fā)生任何反應(yīng)，只有當(dāng)溫度高于500時(shí)，六氟化硫氣體開始分解， 700后才會(huì)明顯裂解，并與水分、氧氣、金屬蒸氣等材料發(fā)生反應(yīng)；六氟化硫在電弧作用下將快速裂解，當(dāng)溫度高達(dá)2000 以上時(shí)， SF6大部分分解為硫和氟的單原子。對(duì)斷路器而言，在正常開斷時(shí)，由于其具有很好的滅弧功能，因此，在1-2個(gè)周波內(nèi)，電弧便熄滅，絕大部分的分解產(chǎn)物又重新結(jié)合成穩(wěn)定的六氟化硫分子；其中極少數(shù)的分解物又會(huì)與氧氣、水汽和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加劇了六氟化硫

6、氣體的熱分解，產(chǎn)生硫化物、氟化物和碳化物。 六氟化硫的分解產(chǎn)物大部分是有毒的，接觸人的皮膚、眼、鼻、喉時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)紅、發(fā)癢和輕度疼痛等反應(yīng)，或伴有皮膚搔癢，其反應(yīng)程度因人體質(zhì)而異，但要作好安全的防護(hù)工作。 6 （2）物理性能物理性能- SF6分子直徑為4.77A，在通常狀態(tài)下，純凈的SF6是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、不燃的氣體，極難溶于水。在溫度為20和101.3 kPa壓力下的密度為6.16g/L（約為空氣的5倍）；熔點(diǎn)為-50.8，臨界壓力為3.85Mpa ,傳導(dǎo)率約為空氣的四倍，SF6氣體的臨界溫度為45.6。 SF6經(jīng)過(guò)壓縮和液化，通常以液態(tài)形式裝入鋼瓶運(yùn)輸， SF6在不同溫度下的飽和

7、蒸氣壓曲線如圖1所示。 SF6氣體負(fù)電性很強(qiáng)，具有很好的絕緣性能和滅弧性能，在101.3 kpa壓力下的均勻電場(chǎng)中， SF6氣體的耐電壓強(qiáng)度約為氮?dú)獾?.5倍，是目前理想的絕緣介質(zhì)。自上世紀(jì)70年代后，廣泛用作電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)，起著絕緣、滅弧和冷卻散熱的作用。 圖圖1. SF6在不同溫度下的在不同溫度下的飽和蒸氣壓曲線飽和蒸氣壓曲線 73.2.固體絕緣材料固體絕緣材料(1)熱固形環(huán)氧樹脂熱固形環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂是多種大分子量的混合物，有雙酚型和酚醛型兩類，由C、H、O和N等元素構(gòu)成；其主要用于GIS中的盆式絕緣子、支柱絕緣子和斷路器、隔離刀閘及接地刀閘的絕緣拉桿。環(huán)氧樹脂，具有很好的絕緣性能

8、和化學(xué)穩(wěn)定性，在500以上時(shí)開始裂解， 700后才會(huì)明顯裂解，主要產(chǎn)生SO2、H2S、CO、NO、NO2和少量低分子烴。(2)聚四氟乙烯聚四氟乙烯 其分子式為nC2F4，具有很好的絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，只有在500以上時(shí)才開始產(chǎn)生少量的CF4， 700后才會(huì)明顯裂解,其主要用作斷路器中的滅弧室。(3)聚酯乙烯聚酯乙烯 其分子式為n（o=R-C2H4），其主要用于互感器、變壓器匝絕緣和電容式套管的電容層材料，當(dāng)溫度大于130時(shí)開始裂解，主要產(chǎn)生低分子烴、氫、一氧化碳、二氧化碳和低分子烴。(4)絕緣紙絕緣紙 是碳水化合物，其主要用于互感器、變壓器匝絕緣和電變式套管的電容層材料，一般情況下當(dāng)溫度大于

9、125時(shí)開始裂解，主要產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳和低分子烴。(5)絕緣漆絕緣漆 為碳?xì)浠衔?，由C、H、O、N等元素組成，其浸附著在互感器、變壓器銅線表面，作為匝層間絕緣。一般情況下當(dāng)溫度大于150時(shí)開始裂解，主要產(chǎn)生CO 、CO2和NO2。 84. SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)絕緣材料分解產(chǎn)物電氣設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)絕緣材料分解產(chǎn)物 當(dāng)SF6電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣材料存在缺陷、雜質(zhì)或受到嚴(yán)重過(guò)電壓沖擊時(shí)，在熱和電的作用下將使其絕緣性能降低，發(fā)生故障乃至引起事故，故障部位的絕緣材料發(fā)生分解。因此， SF6氣體中的分解產(chǎn)物應(yīng)包括SF6氣體和固體絕緣材料的分解產(chǎn)物；而固體絕緣材料的分解產(chǎn)物，將嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行

10、。 SF6電氣設(shè)備可分為在正常運(yùn)行時(shí)有電弧產(chǎn)生的斷路器和無(wú)電弧產(chǎn)生的互感器、母線、變壓器、套管、隔離刀閘和接地刀閘兩大類。在斷路器中的絕緣材料有SF6氣體和用熱固型環(huán)樹脂制成的絕緣子、拉桿及滅弧室中聚四氟乙烯；其它設(shè)備則除有SF6氣體和用熱固型環(huán)樹脂外，還有用作匝層間絕緣和電容層的聚脂乙烯、紙和漆。眾所周知， SF6氣體、熱固型環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯有很好的熱穩(wěn)定性，只有當(dāng)溫度超過(guò)500后才會(huì)開始分解，700后才會(huì)明顯裂解;而匝層間用的聚脂乙烯.紙和漆,其熱解溫度在130左右。對(duì)于正常運(yùn)行無(wú)電弧產(chǎn)生的SF6電氣設(shè)備而言，其內(nèi)部溫度不高于80，因此，沒有絕緣材料的分解產(chǎn)物；對(duì)于斷路器，雖在分、合時(shí)

11、產(chǎn)生2000以上的高溫電弧，使SF6生成帶電離子和少量分解物，但因其分、合閘速度極快，又有高效的滅弧功能，帶電離子又在瞬間復(fù)合成SF6, 其復(fù)合率達(dá)99.9以上，因此， 9在正常分合閘時(shí)， SF6氣體和固體絕緣材料沒有明顯的分解，所產(chǎn)生的少量分解產(chǎn)物又被放置于頂部的吸附劑吸收, 所以 對(duì)于正常運(yùn)行的斷路器，在分合閘一周后，氣室中的SO2含量一般不大于2l/L。這在對(duì)數(shù)千臺(tái)斷路器的檢測(cè)中得到證實(shí)。但若斷路器內(nèi)部存在局部放電、重燃和嚴(yán)重過(guò)熱性故障時(shí)，將使故障區(qū)域的固體絕緣材料和SF6氣體發(fā)生分解，產(chǎn)生硫化物、氟化物和碳化物。因此，從上世紀(jì)90年代開始，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者研究通過(guò)測(cè)定SF6氣體中分解產(chǎn)物

12、的含量來(lái)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部故障。 從國(guó)內(nèi)外資料得知， SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)分解產(chǎn)生的硫化物主要有SO2、H2S、 SF4 、SO2F2、SOF2、S2F10和S2OF10等；氟化物主要有HF、CF4、AlF3、CuF2和WF6等;碳化物主要有CO 、CO2和低分子烴等。若進(jìn)行所有分解產(chǎn)物的檢測(cè)，雖能更準(zhǔn)確的判斷內(nèi)部故障的部位，但是由于上述的物質(zhì)中除SO2 、H2S、CF4和CO毒性少外，其它都是劇毒物, 在設(shè)備內(nèi)部的含量極少，又不穩(wěn)定，含量稍多的SF4 、 SOF2等又很快會(huì)與SF6氣體中的水份進(jìn)行水解，生成穩(wěn)定的SO2和HF。因此，氣室中SO2、 HF含量除了由SF6和固體絕緣材料分解直接生成

13、外，還會(huì)由SOF2等的水解產(chǎn)生。 10 運(yùn)行SF6電氣設(shè)備中的分解產(chǎn)物，來(lái)自SF6新氣、基建安裝、運(yùn)行和檢修。表1列舉了主要的雜質(zhì)及其來(lái)源。 表1 六氟化硫氣體的雜質(zhì)來(lái)源六氟化硫氣體的使用情況 雜質(zhì)的來(lái)源 可能產(chǎn)生的雜質(zhì) 新的六氟化硫氣體生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生 Air，Oil，H2O，CF4，可水解氟化物，HF，氟烷烴檢修和運(yùn)行維護(hù) 泄漏和吸附能力差A(yù)ir，Oil，H2O 絕緣的缺陷 局部放電：電暈和火花 HF，SO2，SOF2，H2S，CO，SOF4，SO2F2，低分子烴開關(guān)設(shè)備 電弧放電H2O ，HF， SO2 ， SOF2 ，SOF4，SO2F2，CuF2，SF4，WO3，CF4，ALF3機(jī)械磨

14、損 金屬粉塵，微粒 內(nèi)部電弧放電 絕緣的材料的熔化和分解 Air， H2O ，HF， SO2 ，SOF2 ， H2S，CO，低分子烴， SOF4 ,SO2F2 ，SF4，CF4，金屬粉塵，微粒，ALF3，F(xiàn)eF3，WO3，CuF2 11新的六氟化硫氣體中的雜質(zhì)新的六氟化硫氣體中的雜質(zhì)： 六氟化硫在合成制備過(guò)程中殘存一些雜質(zhì)如 CF4 ，在壓縮充裝和運(yùn)輸過(guò)程中也可能帶入空氣、水分和油等雜質(zhì)。設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修中的雜質(zhì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修中的雜質(zhì)： 設(shè)備在充氣和抽真空時(shí)也可能混入空氣和水蒸氣；水分也可以從設(shè)備的內(nèi)部表面和從固體絕緣材料中釋放出來(lái)。處理時(shí)真空泵和壓縮機(jī)中的油也可能進(jìn)入到六氟化硫氣體中。 絕

15、緣缺陷產(chǎn)生的雜質(zhì)絕緣缺陷產(chǎn)生的雜質(zhì)： 由于局部放電(電暈和火花)導(dǎo)致六氟化硫氣體和固體絕緣材料的分解，產(chǎn)生氟化物、硫化物和碳化物等雜質(zhì)；這些雜質(zhì)再與O2和H2O發(fā)生反應(yīng)，形成化合物，這些化合物主要有HF,SO2，SOF2，SOF4和SO2F2；由于局部放電的能量較低，這些分解物的濃度通常較低，易被忽略，但這是很危險(xiǎn)的隱患，必須引起高度重視。在斷路器中的雜質(zhì)在斷路器中的雜質(zhì)： 在電流開斷期間，由于高溫電弧的存在，導(dǎo)致六氟化硫分解產(chǎn)物和電極合金、聚四氟乙烯的蒸發(fā)物或其他雜質(zhì)的產(chǎn)。另外，這些產(chǎn)物之間又發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)形成副產(chǎn)物，這些分解產(chǎn)物的量與開斷電流、開斷次數(shù)、滅弧能力、材質(zhì)和吸附劑性能有關(guān)，斷路

16、器中還可能含有觸頭開斷接觸摩擦產(chǎn)生的金屬微粒。 12內(nèi)部故障電弧產(chǎn)生的雜質(zhì)：內(nèi)部故障電弧產(chǎn)生的雜質(zhì)： 電弧放電故障很少發(fā)生，但危害最大。電弧產(chǎn)生的雜質(zhì)與故障區(qū)域的固體絕緣材料有關(guān)，分解物含量很高。另外，金屬材料在高溫下的汽化，可以形成更多的分解產(chǎn)物。 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)，反應(yīng)式主要有：SF6 SF4 + F2SF4 + H2O SOF2 + 2HFSOF2 + H2O SO2 + 2HFS2F10 SF4 + SF63SF6 + W 3SF4 + WF6SF6 +Cu SF4+ CuF23SF6 + 2Al 3SF4 + 2AlF3 環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、 聚酯乙烯、紙和漆等，其主要元素

17、是C、H、O，當(dāng)故障點(diǎn)溫度達(dá)130時(shí)聚酯乙烯、紙和漆開始分解，主要產(chǎn)生CO2、CO和低分子烴；當(dāng)溫度達(dá)到500以上時(shí)， 其他固體絕緣材料開始分解，主要產(chǎn)生SO2 、 SOF2 、 H2S 、 CF4、HF、CO、CO2、和低分子烴。 135、通過(guò)分解產(chǎn)物含量診斷、通過(guò)分解產(chǎn)物含量診斷SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的原理電氣設(shè)備內(nèi)部故障的原理 從上述絕緣材料的性質(zhì)得知，當(dāng)SF6電氣設(shè)備存在故障時(shí)，故障區(qū)域的SF6氣體和固體絕緣材料在熱和電的作用下裂解，將產(chǎn)生硫化物、氟化物和碳化物。硫化物主要有SO2、H2S、SOF2 、SF4和SO2F2；氟化物主要有HF、CF4和金屬氟化物；碳化物主要有CO、CO2和

18、低分子烴。上述的分解物中除SO2、H2S、CO和CF4毒性較小外，其它都是劇毒物, 在設(shè)備內(nèi)部的含量極少，又不穩(wěn)定，作為預(yù)防性試驗(yàn)的目的是判斷設(shè)備是否正常，檢出設(shè)備內(nèi)部的早期故障，而非進(jìn)行綜合診斷，因此在現(xiàn)場(chǎng)沒有必要也不可能對(duì)各種分解產(chǎn)物都進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于CF4雖是絕緣材料分解的主要成分。但因其在SF6生產(chǎn)過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生，雖經(jīng)過(guò)吸附精制處理，但在新氣中仍有約200ul/L含量，若用這么大含量組分的增加值來(lái)評(píng)價(jià)固體絕緣材料是否發(fā)生分解，顯然其靈敏度和可靠性就大為降低；而且CF4的檢測(cè)方法較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)。 我在深入研究?jī)?nèi)部絕緣材料的裂解機(jī)理和對(duì)各種故障實(shí)例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，認(rèn)為選擇SO2、SOF

19、2、H2S作為檢測(cè)對(duì)象，不僅具有檢測(cè)方便，而且完全能準(zhǔn)確檢出設(shè)備內(nèi)部故障；若加上CO和HF則將有利于對(duì)互感器、套管和變壓器故障部位的診斷。 6. 分解產(chǎn)物的檢測(cè)方法分解產(chǎn)物的檢測(cè)方法 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部氣體從排氣口閥門流出由導(dǎo)氣管經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入儀器，流入傳感器進(jìn)行檢測(cè)，將氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)調(diào)理單元送至微處理器和A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，進(jìn)行溫度漂移校正后,由LCD顯示檢測(cè)組分的濃度，并將數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，由微處理器作邏輯分析；檢測(cè)結(jié)束后，當(dāng)檢測(cè)的濃度超過(guò)注意值時(shí)，儀器發(fā)出聲光警報(bào)，專家診斷系統(tǒng)分析判斷故障的類型和能量的大小,并提出處理意見。檢測(cè)后的氣體從排氣口流到集氣袋進(jìn)

20、行中和處理。 147. SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的類型及故障實(shí)例電氣設(shè)備內(nèi)部故障的類型及故障實(shí)例 SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障可分為放電和過(guò)熱兩大類。而放電又分為電暈放電、火花放電和電弧放電。通過(guò)對(duì)近萬(wàn)臺(tái)SF6斷路器、互感器和GIS等電氣設(shè)備的檢測(cè)和46起故障實(shí)例，將內(nèi)部常見的故障部位歸納為以下六種：(1) 導(dǎo)電金屬對(duì)地放電導(dǎo)電金屬對(duì)地放電 這類故障主要表現(xiàn)在SF6氣體中存在導(dǎo)電顆粒和絕緣子、拉桿絕緣老化、氣泡和雜質(zhì)等引起導(dǎo)電回路對(duì)地放電。這種放電性故障能量大，產(chǎn)生大量的SO2、SOF2、H2S和HF等。如1998年12月6日廈門某電廠法國(guó)阿爾斯通生產(chǎn)的220kv GIS因22B斷路器室與CT室間的盆

21、式絕緣子對(duì)地?fù)舸a(chǎn)生大量的SO2和H2S，檢修現(xiàn)場(chǎng)隔數(shù)天后，仍有很濃的H2S臭味。 2001年8月23日福州220 kv變電站國(guó)產(chǎn)220 kv GIS斷路器室對(duì)地短路，通過(guò)SO2 、 H2S檢測(cè)迅速找到了故障部位。2003年7月17日某電廠日本三菱公司生產(chǎn)的220 kv GIS 22B斷路器B相氣室動(dòng)觸頭拉桿表面因檢修時(shí)汗水沾污引起的電弧放電，其表面嚴(yán)重?zé)齻舷戮鶋涵h(huán)多處放電，當(dāng)晚對(duì)斷路器進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣室中SO2大于200l/L， H2S為122l/L,判斷內(nèi)部存在嚴(yán)重放電故障，從而迅速找到故障部位。再如1999年3月25日廈門500KV變電站在試運(yùn)行兩天后，突然斷路器跳閘， 500 k

22、v CT內(nèi)部一根絕緣支撐桿（俗稱“牛腿”）因材質(zhì)不良突然對(duì)地短路爆裂，粉碎成灰。經(jīng)多種電氣試驗(yàn)無(wú)法找到故障部位，后用SO2檢測(cè)其含量大于200l/L，從而迅速找到故障部位。另平開GIS因橡膠墊硫析出生成Ag2s而引起多起事故。大亞灣核電站2008年1月11日500 kv GIS隔離刀閘A相SO2 ：146l/L， H2S ：20l/L，解體發(fā)現(xiàn)絕緣拉桿嚴(yán)重放電。 15圖2. xx電廠日本三菱220kvGIS B相斷路器絕緣拉桿放電性故障 圖3： xx電廠沈高50321隔離刀閘絕緣拉桿中間段被電弧嚴(yán)重?zé)齻麍D4. xx電廠ABB與斷路器相隔的盆式絕緣子被電弧燒傷薰黑 16（2）懸浮電位放電懸浮電位

23、放電 這類故障通常表現(xiàn)在斷路器動(dòng)觸頭與絕緣拉桿間的接觸不良和CT二次引出線電容屏上部固定螺絲松動(dòng)引起插銷兩側(cè)金屬或螺帽與螺桿間懸浮電位放電。這種放電性故障能量不很大，一般情況下只有SF6分解產(chǎn)物，主要生成SO2、HF和H2S 。如2003年8月1日某水電廠220 kv 252斷路器C相，運(yùn)行人員時(shí)有聽到內(nèi)部異常聲響，經(jīng)SO2 、 H2S檢測(cè)其含量均很高，判斷內(nèi)部存在放電性故障。當(dāng)晚便停運(yùn)，后返廠進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)其動(dòng)觸頭與拉桿連接的插銷孔偏大，操作多次后造成插銷孔變大，使拉桿產(chǎn)生懸浮電位放電。由于缺陷被及時(shí)檢出，避免了事故的發(fā)生。圖5. 運(yùn)行中檢出XX水電廠西開220kv斷路器A相拉 桿連接插銷懸

24、浮電位放電 17（3）導(dǎo)電桿的連接接觸不良導(dǎo)電桿的連接接觸不良 當(dāng)故障點(diǎn)溫度超過(guò)500時(shí)，SF6和周圍固體絕緣材料開始熱分解；當(dāng)溫度達(dá)700以上時(shí)，將造成動(dòng)、靜觸頭或?qū)щ姉U連接處梅花觸頭外的包箍蠕變斷裂，最后引起觸頭融化脫落，引起絕緣子和SF6分解，其主要產(chǎn)物為SO2 、HF、H2S等。如1999年10月26日福州某變電站220 kv GIS CT室因?qū)щ姉U連接處接觸不良，產(chǎn)生高溫過(guò)熱，熔化的金屬燒傷絕緣子后引起對(duì)地短路。在解體時(shí)現(xiàn)場(chǎng)都有SO2刺激和H2S臭味。2001年11月24日華通開關(guān)廠110 kv GIS 162斷路器室因B相靜觸頭包箍斷裂，引起了嚴(yán)重過(guò)熱，金屬熔化，絕緣子燒損，造成對(duì)

25、地短路。圖6.2006年12月28日運(yùn)行中檢出xx變電站西開330kvGISGB1氣室B相母線連接梅花觸頭嚴(yán)重過(guò)熱故障 18(4）互感器、變壓器匝層間和套管電容屏短路互感器、變壓器匝層間和套管電容屏短路 當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，將使故障區(qū)域的SF6氣體和聚脂乙烯、紙和漆等絕緣材料裂解，主要產(chǎn)生SO2、SOF2、HF、CO和低分子烴。2008.8.10湖南湘潭鶴嶺變500 kv、50022“B相”、“CT”， SO2 146、H2S146；2008.8對(duì)常德供電局北開產(chǎn)生110 kvGIS進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)6和PT和CT氣室中的CO大于100l/L，SO2 + SOF2大于1.0l/L，分析認(rèn)為內(nèi)部存在紙絕緣

26、裂解。 2008年6月14日事故后檢測(cè)廣東肇慶硯都變500 kv “CT”氣室內(nèi)部故障SO2 146l/L， H2S 146l/L線圈內(nèi)部火花放電。圖7.MWBSF6電流互感器結(jié)構(gòu)圖圖8.廣東肇慶硯都變500 kv “CT” 19(5）斷路器重燃斷路器重燃 斷路器正常開斷時(shí)，電弧一般在一至兩個(gè)周波內(nèi)熄滅，但當(dāng)滅弧性能不好或切斷電流不過(guò)零時(shí)，電弧不能及時(shí)熄滅，將滅弧室和觸頭灼傷，此時(shí)SF6氣體和聚四氟乙烯分解，主要產(chǎn)生SO2、SOF2和HF。如福建某500kv變電站2008年4月26日5013斷路器對(duì)電抗器做投切試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)锽、C兩相電流不過(guò)零，重燃電弧將滅弧室灼傷，在事故后56天檢測(cè)SF6氣體

27、中仍有少量的SO2含量。 圖9、圖10.運(yùn)行中檢出xx變電站北京ABB500kv5013C相斷路器開斷時(shí)電弧重燃將觸頭燒傷 20(6）斷路器斷口并聯(lián)電阻、電容內(nèi)部短路斷路器斷口并聯(lián)電阻、電容內(nèi)部短路 因斷口的并聯(lián)電阻、電容質(zhì)量不佳引起短路，此時(shí)SF6氣體裂解主要產(chǎn)生SO2、SOF2和HF。如某500kv換流站瑞典ABB生產(chǎn)的斷路器因并聯(lián)電阻不良，粉碎性炸裂，一個(gè)月后檢測(cè)仍有大量的SO2和HF。8、內(nèi)部故障的診斷方法、內(nèi)部故障的診斷方法 通過(guò)分解產(chǎn)物含量診斷SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障是近幾年研制出來(lái)的新方法，目前雖無(wú)行業(yè)規(guī)程，但近年來(lái)通過(guò)福建、廣東、北京、陜西、江蘇、湖南、廣西、遼寧、內(nèi)蒙等20多個(gè)

28、省市電力試研院、發(fā)供電單位和西安高壓開關(guān)公司等通過(guò)分解產(chǎn)物濃度測(cè)試，檢出56臺(tái)故障設(shè)備，其中有18臺(tái)為運(yùn)行中檢出的隱患，為設(shè)備檢修提供科學(xué)依據(jù)，避免了不少事故的發(fā)生。 SF6電氣設(shè)備的內(nèi)部故障是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，在判斷內(nèi)部故障電氣設(shè)備的內(nèi)部故障是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，在判斷內(nèi)部故障時(shí)必須結(jié)合設(shè)備運(yùn)行、結(jié)構(gòu)、檢修、電氣試驗(yàn)、繼電保護(hù)動(dòng)作和故障錄時(shí)必須結(jié)合設(shè)備運(yùn)行、結(jié)構(gòu)、檢修、電氣試驗(yàn)、繼電保護(hù)動(dòng)作和故障錄波情況等作綜合分析，不斷提高對(duì)故障的分析判斷水平波情況等作綜合分析，不斷提高對(duì)故障的分析判斷水平。 219、分解產(chǎn)物的正常值范圍、分解產(chǎn)物的正常值范圍 近年來(lái)，福建、江蘇、陜西、湖南、廣東、廣西、海南和四川等20多個(gè)省市的電力試驗(yàn)研究院和發(fā)供電單位及西安高壓開關(guān)公司都開展了SO2 、H2S等分解產(chǎn)物的檢測(cè)，2007年國(guó)家發(fā)改委