近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象，这对电网的安全运行构成了严重的威胁。文章从水分的来源入手，分析了各种因素对SF6气体中含水量发生的影响；探讨了含水量标准现存的问题，以及测量的仪器、方法和置信度等问题，并提出了降低含水量的办法。
SF6开关设备微水含量测量仪器标准
SF6气体优异的绝缘与灭弧性能，使SF6开关设备得到了广泛的使用。在我国SF6断路器的使用量：500kV电网为100%；330kV电网在60%以上；220kV电网近20%；在35～110kV系统的使用量也逐年增加。
多年的运行经验表明：保证SF6开关设备可靠运行的重要环节是：防止SF6气体的泄漏和对SF6气体中的水分进行有效的监视。电力部《1994年全国高压开关工作总结和事故分析》中指出：“1994年110kV及以上电压等级的SF6断路器共发生事故8次(其中进口设备3次)，障碍49次，其中严重漏油(指液压机构)9次，漏气16次(占障碍总数的32.6%)，国产、进口设备都存在这类问题，是SF6断路器使用中需特别重视的问题。”国际大电网会议13-06工作组在1988～1991年间，对63kV以上70708台*年压气式SF6断路器的可靠性进行了调查，结果表明：漏气占SF6断路器次要故障的39%。这是从断路器大量监视信号得到的。同时，指出需要改进SF6的密封，以提高可靠性。
近年来SF6开关设备含水量超标已不是个别现象，其起因多属制造和组装工艺不良所致。以500kVSF6断路器为例，在运行条件基本相同的情况下，法国M．G公司的FA系列和法国的FX-32DL型SF6断路器微水超标的台数占该型断路器投运量的40%，而三菱、日立和西门子公司生产的SFM-550、OFPT-50和3AS5型SF6断路器却未发现这种问题，看来与法国生产技术条件要求不严格有关。当然，微水超标的现象也与下列因素有关，诸如：现行标准没有涉及到环境温度因素；环境温度对微水测量值有影响，以及由于使用测量仪器的不同而引起测量误差等等。这是本文需要重点评述的问题。
1开关设备中水分的来源与危害
1.1水分的来源
1.1.1SF6新气中固有残留水分。这是由于生产工艺过程中不可能绝对排除水分的缘故。因此IEC和一些国家对SF6新气中的水分含量作了如表1的规定。
表1IEC及一些国家SF6气体水分含量标准×10-6 项目 IEC 日本 德国 美国 中国 重量比 ＜15 ＜8 ＜5 ＜8.9 ＜8 体积比 ＜121.95 ＜65.04 ＜40.65 ＜72.36 ＜65.04
信息来自:输配电设备网
注：重量比＝0.123×体积比。
1.1.2设备零部件，特别是环氧树脂支撑件和拉杆中吸收的水分是最主要的水源，且大部分是在组装时进入元件和容器内表面的。这些存在于硬件中的水分，在某些条件下还可以扩散到SF6气体中。
1.1.3外部侵入的水分。由于水蒸汽分子直径(等于3.2隆)比SF6气体分子直径(等于4.56隆)小，另外SF6断路器中SF6气体中水份的分压力比环境空气中的水蒸气分压力小得多，因此在密封不良时，接触部分就会形成微小的孔洞或裂纹，即便SF6气体不泄漏也难以避免水分的侵入。因此对SF6开关设备严密性的要求，要比防止SF6气体向外泄漏的要求更高。
1.2SF6气体中水分的危害
1.2.1SF6气体中混杂的水分通常以水蒸汽形式存在。在较低温度下，水蒸汽可能凝结成露附着在零件表面，如附着在绝缘件表面就有可能产生沿面放电。实际上SF6开关设备的内绝缘事故主要是由SF6气体中水分凝露造成的。
1.2.2水分的危害更主要的是在电弧作用下SF6气体分解过程中产生反应。在电弧或电晕高温作用下，SF6将被分解为SF4，SO2F2(氟化硫酰)，SOF2(氟化亚硫酰)，HF和SO2等有毒物质。生成物HF(氢氟酸)是所有酸中腐蚀性最强的，SO2遇水会生成亚硫酸H2SO3，这也是有腐蚀性的物质。由此看来，如SF6气体中含有水分，不仅降低设备的绝缘强度，而且危害人体健康，因而控制SF6气体中水分含量是十分必要的。
2环境温度对SF6气体中水分含量的影响
在对SF6断路器进行微水测量时发现，对同一台断路器，由于测量时环境温度不同，其测量结果相差很大，且微水测量值随环境温度的增高而增大(见表2)。
法国专家认为设备外壳的内壁随着温度的降低会吸附SF6气体中的水分子，反之放出水分子。这指出了环境温度对测量结果有很大影响的原因。同时还提供了考虑到外壳内壁吸附水分的校正曲线。图中的一组曲线表示在20℃时，水分含量在150×10-6～1500×10－6的SF6，当环境温度在-20～50℃范围变化时其水分的变化情况。
在英文杂志《ElectricalWorld》—1992，206(3)P58～60的“减少GIS中的水分提高可靠性”一文中对此问题是这样论述的：“水分子通过两种不同的机理存在于硬件中：吸收和吸附。水分在某些条件下可扩散入SF6中，例如，试验往往表明，水分在冬天低于夏天(见图2)。”
西安高压电器研究所也曾对SF6气体含水量与环境温度值的关系进行研究。通过一年的时间，试验出比较符合实际运行温度变化情况的一组曲线(见图3)。他们认为：由于设备的零部件暴露在空气中吸收了空气中的水分，这些水分附着在材料表面或分子间隙内，由于这些零部件材质的含水量大于充
表2不同环境温度下各断路器微水含量的测量值 项目 FA2-252型 FX-22DL型 FA4-550型 西安供电局
信息来自:输配电设备网
330kV 湖北双河
06A柱 湖北凤凰山
03A柱 湖北凤凰山
01B2柱 环境温度/℃ 15 21 4 25 32 12 18.5 11 29 5 26.5 微水含量
/×10－6 A B C A B C 218 910 1231 920 1180 978 1596 420 1116 225 335 220 190 360 355
一种典型GIS气室中水分随温度的变化入的SF6气体的含水量，于是它们便向SF6气体中排放。当温度增加时，零部件的水分放出量增加，使SF6气体的含水量增加。而当温度降低时，容器内壁以及零部件吸回一部分水分，使SF6气体的含水量降低。这就造成电器设备中SF6气体的含水量与环境温度有关。
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