SZH-20 SF6分解物分析儀

• 高靈敏度，確保檢修人員盡早地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障。
• 采用特別設(shè)計(jì)的測量氣室，測量速度快，測量平衡時(shí)間小于1分鐘，耗氣量少。
• 采用過濾技術(shù)，避免氣體交叉干擾，提高靈敏度。
• 儀器配有尾氣回收袋，有利于環(huán)保。
• 特別隨機(jī)配有不定小濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，測量前激活傳感器，保證儀器快速測量小濃度的氣體。
• 儀器具備零位自動(dòng)修正、傳感器自激活、電池電壓偏低報(bào)警、流量異常報(bào)警。
• 儀器專家故障診斷系統(tǒng)能夠分別對(duì)斷路器和其他設(shè)備進(jìn)行分析判斷并提出處理意見。
• 濃度過高保護(hù)技術(shù)，提高傳感器的使用壽命。
• 內(nèi)置高容量充電電池，能夠長時(shí)間使用。

一、關(guān)于SF6氣體及其在電力方面的應(yīng)用

SF6氣體常態(tài)下是一種無色、無味、無毒的不可燃?xì)鈶B(tài)氣體。比重約為空氣的五倍。其惰性與氮?dú)庀嗨疲哂?的化學(xué)穩(wěn)定性能，純態(tài)下即使在500゜C也不易分解。由于SF6有較強(qiáng)的電負(fù)性，使SF6氣體具有很高的絕緣強(qiáng)度；同時(shí)，SF6的分解時(shí)需吸收大量的熱量，能使電弧迅速冷卻下來，而且具有*的分解復(fù)合性，復(fù)合后性能無明顯下降，因此，SF6氣體的滅弧能力相當(dāng)同等條件下空氣的100倍。

正是由于SF6氣體具有*的化學(xué)穩(wěn)定性能，具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧能力的電氣性能，是一種理想的絕緣介質(zhì)，所以，在國內(nèi)外電氣設(shè)備中逐步替代了常規(guī)的絕緣油材料。充SF6氣體的電氣設(shè)備以其體積小、噪音低、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。

但是，正是由于SF6的穩(wěn)定性*，其溫室效應(yīng)還高于CO2，對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重，所以不論從經(jīng)濟(jì)或環(huán)境上來考慮，SF6氣體的泄露及排放都應(yīng)嚴(yán)格控制。（1992年，在巴西里約熱內(nèi)盧首腦會(huì)議上通過了自愿排放目標(biāo)；1997年，在日本京都，165個(gè)國家通過了強(qiáng)制性排放目標(biāo)。）

二、SF6電氣設(shè)備在我國使用情況及其分解物的狀況

現(xiàn)今，采用SF6作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備主要有斷路器、變壓器、電纜、GIS站等。在我國，220V電壓等級(jí)的設(shè)備約有一半以上采用SF6氣體絕緣；330V電壓等級(jí)的設(shè)備將近100%采用SF6氣體絕緣；550V電壓等級(jí)的設(shè)備及GIS全部采用SF6氣體絕緣；在110KV及以上新建輸變電設(shè)備與城網(wǎng)改造中，SF6設(shè)備成為*；因此，及時(shí)測定SF6純度、濕度、泄露，分析SF6氣體分解物的含量并作出故障判斷與對(duì)故障部位的查找日益顯得重要。

工作中SF6氣體成分主要由SF6生產(chǎn)過程中混入的氣體雜質(zhì)及SF6在電氣設(shè)備經(jīng)電暈、火花和放電分解產(chǎn)生的各種有毒、腐蝕性氣體與固體分解產(chǎn)物。因此，工作中SF6氣體大致包含以下成分：空氣（O2，N2）、水氣（H2O）、礦物油、氟化亞硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）、二氧化硫（SO2）、十氟化二硫（S2F10）、一氧十氟化二硫（S2F10O）、氟化氫（HF）、二硫化碳（CS2）、氟化銅（CuF2）、二氟二甲基硅[Si（CH3）2F2]及三氧化鋁（AlF3）等。詳細(xì)請(qǐng)參看下面國標(biāo)“DL/T 639-1997”附錄A和B。

工作場所中SF6氣體及具毒性分解物的容許含量

SF6氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

工作中的SF6氣體當(dāng)溫度超過500゜C后，才會(huì)開始分解。對(duì)于正常運(yùn)行的SF6電氣設(shè)備，其非電弧室中一般沒有分解產(chǎn)物，即使在有電弧的斷路器室、也因其分合速度快，又有良好的滅弧功能，再加上SF6的高復(fù)合性（復(fù)合率達(dá)99.8%以上），所以，不會(huì)有明顯的分解產(chǎn)物；對(duì)于故障的SF6電氣設(shè)備，則會(huì)因故障區(qū)域的高電弧放電及高溫產(chǎn)生大量的分解物，因此SF6分解物含量的測量對(duì)于預(yù)防可能產(chǎn)生的SF6故障及快速判斷SF6故障部位有很大的幫助。

三、SF6電氣設(shè)備內(nèi)部可能故障狀態(tài)分析及相應(yīng)分解物狀況

電氣設(shè)備內(nèi)部故障可分為局部放電和過熱兩大類，其中，局部放電又可細(xì)分為懸浮電位放電、電暈放電、火花放電和電弧放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體與固體絕緣材料分解產(chǎn)生氟化物和硫化物，因而，SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障狀態(tài)大致有以下幾種情況：

一）、懸浮電位放電

金屬對(duì)金屬的電位放電。故障主要表現(xiàn)為因動(dòng)觸頭與拉桿間的接觸不良和CT電容屏頂部固定螺絲松動(dòng)而引起金屬間懸浮電位放電。此類放電性故障一般能量不大，通常只會(huì)使SF6氣體分解；分解物主要有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）及金屬氟化物等，同時(shí)可能會(huì)有少量的硫化氫（H2S）產(chǎn)生。

二）、導(dǎo)電桿接觸不良

因?qū)щ姉U連接接觸不良，導(dǎo)致故障點(diǎn)溫度過高。當(dāng)超過500゜C后，SF6開始分解；達(dá)到600゜C時(shí)，鋁合金導(dǎo)電桿開始熔化，支撐固體絕緣材料分解。此類故障主要分解物有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化硫酰和硫化氫（H2S）等。

三）、導(dǎo)電金屬對(duì)地放電

此類故障一般能量較大，主要表現(xiàn)為絕緣缺陷導(dǎo)致對(duì)地放電及氣體中導(dǎo)電顆粒雜質(zhì)引起對(duì)地放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體和固體絕緣材料分解，產(chǎn)生大量的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化亞硫酰(SOF2)、金屬氟化物和硫化氫（H2S）等。

研究表明，電弧和電火花放電所產(chǎn)生的SF6氣體分解物中含有大量的SOF2而其它分解物很少，SOF2產(chǎn)生量的多少率直接取決于影響SF6的電弧能量的大小；內(nèi)部故障時(shí)，還產(chǎn)生少量的四氟化硫（SF4）與四氟化硫酰（SOF4）等分解物，但在氧（O2）和水氣（H2O）雜質(zhì)影響下，此類分解物會(huì)再次反應(yīng)，zui后生成較穩(wěn)定的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）。參看以下方程式：

2SF4+O2→2SOF4

SF4+H2O→SOF2+2HF

2SOF4+H2O→3SOF2+2HF

SOF2+H2O→SO2+2HF

因此，實(shí)際上四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）與氟化亞硫酰（SOF2）等分解物的含量一般來說都是比較少的。

總結(jié)以上分析，SF6電氣設(shè)備故障時(shí)產(chǎn)生的分解物主要還是二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）（因此一般對(duì)故障設(shè)備解體時(shí)有可能會(huì)嗅到臭雞蛋的味道）；故障時(shí)，分解的產(chǎn)物具有一定的特點(diǎn)和規(guī)律。所以，我們可以通過對(duì)分解物的主要成分的含量分析來預(yù)期檢出內(nèi)部故障和快速判斷內(nèi)部故障的位置。

四、關(guān)于SF6分解物在電氣設(shè)備內(nèi)部故障方面的應(yīng)用及未來發(fā)展展望

上面的分析中知道，內(nèi)部故障分解物的主要成分為二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）。

因而，我們可以選定一種或二種成分進(jìn)行含量測試，這樣不僅檢測方便，而且*可能快速準(zhǔn)確的判斷設(shè)備內(nèi)部缺陷。建議以二氧化硫（SO2）和氟化氫（HF）或二氧化硫（SO2）與硫化氫（H2S）為檢測對(duì)象；二氧化硫（SO2）為主測對(duì)象，氟化氫（HF）或硫化氫（H2S）為輔測對(duì)象（從收集到的資料及根據(jù)各省中試院關(guān)于這方面的分析、實(shí)測來看，實(shí)際上，在微水雜質(zhì)的影響下，由于氟化氫（HF）的強(qiáng)酸腐蝕性，會(huì)與內(nèi)部金屬發(fā)生再反應(yīng)，通常故障后檢測到的氟化氫（HF）含量都較小或有可能檢測不到，短時(shí)間內(nèi)現(xiàn)場測量效果可能好些；另外，硫化氫（H2S）一般只有當(dāng)設(shè)備內(nèi)部故障且能量相當(dāng)時(shí)才會(huì)少量分解產(chǎn)生，有時(shí)亦難以檢測；因此推薦以二氧化硫（SO2）為主測對(duì)象。