SF6互感器气体湿度异常情况分析及处理.pdf

安全与综合 湖 南 电 力 S F 6 互感器气体湿度异常情况分 申积良 ，刘卫东 ，汤美云 ，胡旭 ，钱晖 ( 1 湖南省 电力试验研究院，湖南 长沙4 1 0 0 0 7 ；2 湖南省超高压输变电 公司，湖南 长沙4 1 0 0 1 5 ；3 湖 南省 电力公司，湖南 长沙4 1 0 0 0 7 ) 摘 要；介绍了5 0 o k V S F 电流互感器气体湿度异常情况，对引起气体湿度异常的原因 进行 了分析，并针对存在的问题提 出了处理措施和建议。 关 键词 ：S F 6 电流互 感 器 ；S F 气体 ；气体 湿度 中图分类号：TM4 5 2 文献标识码 ：B 文章编号：1 0 0 8 0 1 9 8 ( 2 0 0 6 ) 0 6 0 0 2 0 0 3 Ana l y s i s a nd t r e a t m e n t o f a b n or ma l c o n di t i o n o f g a s h u mi di t y i n S F6 t r a ns f o r m e r SHEN J i l l a n g ，LI U W e i d o n g ，TANG Me i y u n 。 ，HU Xu ，QI AN Hu i ( 1 Hu n a n El e c t r i c Po we r Te s t Re s e a r c h I n s t i t u t e ， Ch a n g s h a 4 1 0 0 7 ，Ch i n a；2 Hu n a n EHV Tr a n s mi s s i o n Co mp a n ) r ， Ch a n g s h a 4 0 0 0 1 5 ，Ch i n a ； 3 Hu n a n El e c t r i c P o we r Co mp a n y，C h a n g s h a 4 1 0 0 0 7 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ： Th e a b n o r ma l c o n d i t io n o f g a s h u mi d i t y i n 5 0 0 k V S F6 t r a n s f or me r wa s i n t r o d u c e d a n d i t s c a u s e wa s a n a l y z e d Th e t r e a t me n t s a n d s u g g e s t i o n s we r e p r e s e nt e d Ke y wo r d s：c u r r e nt t r a ns f o r me r；SF s g a s ；g a s h umidi t y 1 基本情 况 目前，湖南省 电网运行的S AS 一5 5 0型 5 0 0 k V S F e 电流互感器 ( 上海 MWB：互感器有限公司产品) 气体湿度异常问题 比较突出，在年度预试时发现部 分电流互感器气体湿度增长非常快 ，已经超过了国 网公司1 8 项反事故措施的规定值 ( 不大于3 0 0 I L ( 2 0) ) ， 其中最大的达 8 5 0 L L。发现该情况后 ， 湖南省电力公司立即将相关情况向国家电网公司进 行 了 汇报 ，7月 1 8日 国家 电 网 公 司 以 生变 电 ( 2 0 0 6 6 4号发文， 要求全网加强S F 电流互感器设 备管理 湖南省网在运 的 5 0 0 k V 电流 互感器共 计 1 4 7 台， 其 中油浸式的7 2台，S F 6 的 7 5台。S F 电流互 感器中， 上海MWB互感器有限公司生产的S AS 5 5 0 型电流互感器共 5 1台， 湖南电力电瓷电器厂生产的 L VQB T一5 0 0 W 型共2 4台。 已经发现湿度超标有l 8 台，全部为上海 MWB互感器有限公司产 品。 收稿 日期 2 0 0 6 0 8 2 5 此外 ，湖南还发现上海 MWB互感器有限公司 生 产的 1 1 O k V电压互感器共 1 3台，湿度也超过了 国家 电网公司 1 8项反措规定标准 。 由于微水超标的互感器的数量大，当时电网负 荷紧张，用于更换的S F 互感器备品的准备或现场 处理都需要时间，要将微水超标的互感器立即退出 运行困难很大，因此需要对微水超标的 S F 互感器 的短期运行的安全情况进行分析。 2 S F 互感器湿度检测情况 2 0 0 5年及以前的年度预试中，上海 MWB互感 器有限公 司生产的所有 S AS 一5 5 0型 电流互感器的 气体湿度检测结果均小于3 0 0 L L， 其它检测包括 绝缘电阻、介损、电容量、漏气率、外观检查、压 力检查均未发现异常。2 0 0 6年6 ，7月对S AS 5 5 0型 电流互感器进行试验时发现部分电流互感器气体湿 度突然增长 ，且增长速度快 ，检测结果见表1 ，2 。 维普资讯 第2 6卷 z o o 6年第6期 湖 南 电 力 安全与综合 表 1 5 0 0 k V S F 电流互感器气体湿度检测情况 表 2 1 1 0 k V S F 电压互感器气体湿度测试情况 注； 测试时气温为 3 3 3 气体 湿度异 常原 因分析 电气设备S F 。 气体中水分的主要来源有 ： S F 。 气 本身含有的水分 ； 在设备制造过程中干燥不彻底 ， 存 在于固体材料内的水分逐渐释放到S F 气体 中，现 场安装或补气过程 中将 空气 中的水分带入设备 中 ( 通常在装配完设备后要立即进行抽真空 ， 但是也不 能保证设备 中水分的完全清除) ； 设备运行过程中各 种化学变化产生 的水分等。 在此次对互感器气体湿度增长过快的原 因进行 分析时 ，MWB公司认为 ：这批产品是 2 0 0 3年出厂 的产品 ， 在这段时间的产品由于在于燥处理过程 中， 真空泵速率不够 ，而显示真空处理的真空度表太靠 近真空泵一端 ，实际上产品内部真空度未达到工艺 要求，产品真空处理不彻底 ，特别是产品二次绕组 上层间绝缘 ( 菱格绝缘薄膜)中含的少量水分残 留， 经长时间运行后 ，水分会慢慢渗出，由于产品在顶 板大法兰处装设有分子筛 ( 干燥剂) ， 在运行 的最初 几年 内渗出的水份都被分子筛吸收，因此 ，湿度不 会有大的变化。但随运行时间增加 ，分子筛趋于饱 和，水分不能被充分吸收，造成 了气体湿度快速增 长，互感器内S F 气体水分含量增大。 从表 1中现场检测结果来看 ，温度对于测试结 果有一定的影响。对于同一台设备 ，不同温度下测 量的结果差别 比较大。显然，在互感器内部的温度 未达到水分凝露温度前，设备 内的水分应均匀地分 布在 S F 。 气体 中，因此只要温度未达到水分凝露温 度，不同温度下测量的微水含量值应基本相近。为 什么会在不同温度下测量的结果 出现大的差别，分 析其主要原因是由于互感器 内放置了一定数量的吸 附材料 ( 分子筛) ， 吸附材料会在互感器运行过程中 吸附 S F 气体中的水分。而在不 同温度下吸附材料 对水分的吸附特性是不同的 ，温度低时对水分 的吸 附能力强 ，能够吸附更多的水分。温度增加时 ，吸 附材料对水分的吸附能力下降，吸附材料内的水分 有较多的进入S F 。 气体 ， 使得S F 。 气体中的水分含量 发生变化。这种变化和设备结构、采用 的吸附材料 类型、放置吸附材料的量、设备内总的水分含量等 都有关系，在这些条件相同时 ，测量的微水含量随 温度 的变化应该有一定的规律性 。在这种情况下有 可能通过确定的变化曲线对试验结果进行修正 ( 参 见表 3 ，由 MWB公司提供) 。但实际上这些条件常 常是不相同的，特别是对于不同生产批次，不同厂 家生产的产品， 其设备结构 ， 采用 的吸附材料类型 ， 放置吸附材料的量，设备内总的水分含量等差别都 会很大，所以很难确定和采用同一种微水含量随温 度的变化曲线来对测量结果进行修正。以前已有一 些单位通过研究提 出了几种校正方法，但迄今为止 都未能通过实际应用而得到认可 。因此测试最好是 在 2 O 左右时 ( 或相近的温度。 F)进行 ，并应注意 以下情况 ： a 气温偏离于2 O 较多时 ， S F e 气体湿度超标 ， 不应一律视为不合格 ，最好能在气温接近2 O 时进 行复测再下结论。 b 在气温低于2 O 的状况下 ，即使S F e 气体湿 度不超标 ，如果变化幅度 比较大的话 ，也应 该引起 密切注意 。 c 环境湿度高对测试准确性也有一定 的影 响 ( 例如阴雨天 、雾天) ，应该尽量选择环境湿度较低 的时间进行测量。 2 1 维普资讯 安全与综合 湖 南 电 力 第2 6卷 2 0 0 6年第6期 表3 温度变化对互感器s F 气体微水含量的影响 注 ： 表3由MwB公 司提供 ， S F 6 气体微水含量对 比是 以2 0 U对 应 值为基准。 4 水分对 设备性能 的影响 水分进入S F 。 绝缘后 ， 会引起一系列化学作用 ， 同时也会发生一系列物理作用。 例如含水量过大 ， 在 设备运行中温度冷热交换时可能发生水分凝结成雾 或露，雾和露附着在 固体绝缘上，将大大降低绝缘 的表面电阻，强化表面放电而导致绝缘破坏 。如果 固体绝缘局部存在机械损伤或材质问题 ，其危险性 更大 。 在 GB T 8 9 0 5 1 9 9 6 六氟化硫电气设备 中气 体 管理和检测导则 中对无 电弧分解物 的隔室在 2 O 时的S F 气体湿度的标准在运行中为 ： 1 0 0 0 p L L，在交接验收时为：5 0 0 I i 。图 1 为气压 露点， ， ， 图 1 气压为 9 8 k P a的S F 6 气体 中水分 溶解 浓度和 露点 的关 系 为9 8 k P a的S F 气体中水分溶解浓度和露点的关系 曲线。当设备 内的的气体压力增大时，则其容许水 分浓度应相应减小 。如S F 互感器运行时的气体压 力为3 9 2 k P a ， 其容许水分浓度应为9 8 k P a时的1 4 。 根据图1的曲线， 9 8 k P a的情况下， 按温度为0 考 虑， 如果S F 气体 中的容许水分浓度为 5 0 0 0 I i ， 当S F e 互感器运行时的压力为3 9 2 k P a时， 其容许的 水分浓度为5 0 0 0 1 4 =1 0 0 0( l L ) 。目前 ， 设备 运行时的温度大大高于0 。 按理想化情况考虑 ， 气 体湿度小于 1 0 0 0 L I 时 ， 高温季节内短期内运行 应该是安全的。 根据运行经验 ， 为了降低S F 。 设备的事故率， 认 为有必要对湿度控制更严格 ，在 D I T 5 9 6 1 9 9 6 电力设备预防性试验规程 中对无电弧隔室在2 O 时的S F 气体湿度的标准在 运行中为： 5 0 0 L I ， 在大修后为 ：2 5 0 L t 由于个别互 感器 的湿度 含量超 出 l 0 0 0p L L 的最高限制 ，而厂家的说明书上对气体湿度的标准 定为 1 5 0 I L，目前的湿度含量远远高于厂家标 准 ，因此互感器的状况仍然使人担心。 5 处理措施及 建议 5 1 综合 以上分析， 有必要对存在气体湿度异常的 互感器进行处理。 通过协商 ， 上海MWB互感器有限 公司 已经承诺对所有存在缺陷的产品用新产品进行 替换 。由于新产品制造需要一定 时间，厂家同意每 月更换 1 组 ( 还要结合电网设备停电时间) ， 逐步将