陕西电网SF6分解产物测试在开关类设备潜伏性故障判定上的应用

1、陕西电网SF6分解产物测试在开关类设备潜伏性故障判定上研究与应用的情况汇报一、 情况简介：陕西电力科学研究院在陕西省电力公司生技部、科技部的支持下于2006年开始试验研究“SF6分解产物与SF6开关类设备运行状况的对应关系”，在陕西省电力公司生技部直接领导下，2007年5月开始，陕西电力科学研究院对陕西网内运行的110kV、330 kV GIS及330 kV断路器进行分解产物测量，截止2010年3月22日，共检测GIS 3275气室，发现存在分解产物的88气室，技术判定并解体发现潜伏性故障3处；检测330 kV断路器279台，断路器发现存在分解产物的18台；2010年春检对于110kV断路器也

2、开始进行分解产物测试，共测试31台，发现分解产物严重异常3台，技术判定并解体发现潜伏性故障3处；在这里值得一提的是在陕西电网通过分解产物测试发现设备异常，通过分析、判断设备存在潜伏性故障6次，解体检查6次均发现了直接对应的潜伏性故障。二、前期的试验、研究1 SF6气体分解产物测试的相关技术试验研究SF6 气体分解产物有多种形式，最终分解产物有SO2、H2S、HF等。.HF由于其活跃的化学性能较难准确测量，因此一般分解产物测试是SO2、H2S的含量。为了从SO2及H2S气体含量中更有效地推断出设备的运行状态，陕西省电力公司2006年至2008年完成了SF6电气设备气体分解产物与设备运行状态的分析

3、与研究。该课题在三个方面进行了初步的模型试验研究： 开断电弧对于SF6分解物的影响。在断路器开断工况后，通过测定有、无吸附剂两种情况下的SF6分解物含量，证实了吸附剂对SF6分解物的影响，提出了SF6分解物含量与开断电流及时间的关系。 局部放电对于SF6分解物的影响。研究了放电量和单位时间内的放电次数对SF6分解物含量的影响。 加热试验研究了绝缘材料异常温度与六氟化硫分解物含量关系。通过大量试验结论如下： 断路器开断电流过程中会有SF6分解物产生，SF6分解物的浓度与电弧能量成正比。 断路器切断正常负荷电流时产生一定量的分解物，经吸附剂长时间的吸附后分解物的含量会低于1L/L。所有正常的SF6

4、断路器均装有吸附剂，所以依据分解物含量评判缺陷和故障是有依据的，但应和断路器曾经累计开断电流大小及相关时间一起联合分析。 局部放电会有对应的分解产物产生，但量级小的时候，因有吸附剂的存在，现有的仪器设备测量不到分解物。 绝缘介质在异常受热情况下会产生气体分解物，受热的时间、温度以及SF6气体的压强对SF6分解物含量均有影响。绝缘介质加热温度在200到400时，主要起反应作用的是被加热的绝缘介质，500以上时起主要作用的是被加热的SF6气体；分解物的含量与加热时间及加热的能量成正比；分解物的生成速率随加热温度的升高而增大，随SF6气体的压强增大而增大。 三、六次潜伏性故障分析及解体检查情况：1、

5、西安供电局330 kV河寨变电站110 kVGIS 128863河乳II开关线刀闸气室绝缘缺陷2007年11月13日发现，河乳II开关线刀闸气室分解产物异常，连续跟踪前后测试8次，该气室于2008年5月12日退出运行，进行解体检查。检查结果如图1所示。图一 110 kVGIS 128863河乳II开关线刀闸气室绝缘盆子缺陷照片最后一次的数据：经反复多次现场测试并修正后确认，SF6气体分解产物测试数据为H2S 5L/L,SO2 7L/L。2、渭南供电局330 kV渭南变330kVGIS GM14气室导体异常发热缺陷2008年6月4日6月6日对于渭南变330GIS的测试中，发现GM14气室SF6气

6、体分解产物组分异常。连续跟踪对于GM14气室进行了12次测试。2009年10月26日10月30日对于330kV渭南变电站GM14气室进行了现场解体检查及可疑零部件更换。通过对于更换下的零部件检查，可以确认GM14气室B相一次联接部位接触异常，零部件上存在明显导体连接松动后引起过热并出现弱电弧侵蚀的情况。如图2、3所示。图2 GM14气室B相（导体侧）导电联接静端照片箭头所指为电弧侵蚀在导体上形成的坑状斑点图3 为同等工况下正常的导电联接静端照片最后一次的数据：经反复多次现场测试并修正后确认，SF6气体分解产物测试数据为H2S 2.0L/L,SO2 1.8L/L。3、宝鸡供电局330kV硖石变3

7、30kVHGIS 33521C相刀闸气室导体连接异常并引起绝缘盆子缺陷的潜伏性故障2010年3月12日16：07宝鸡供电局330kV峡石变电站硖汉线保护动作，3350、3351断路器跳闸，重合闸失败。在对设备的测试中发现非故障的33521C相刀闸气室分解产物异常，解体检查如图4、5、6图4 33521C相刀闸气室绝缘盆子被污染 图5 33521C相刀闸气室绝缘盆子上静导电连接座螺丝松动（4个，3个松动）图6 33521C相刀闸气室绝缘盆子上静导电连接座被电侵蚀 SF6气体分解产物测试数据为：SO2 26L/L，H2S 7.0L/L，CO 18 L/L，HF 4.0L/L4、西安供电局110kV

8、引镇变110kV引牵断路器连接销松动的潜伏性故障 2010年3月11日对于引镇变引牵断路器进行分解产物测试发现分解产物异常，停运设备，解体后检查如图7、8、9所示。图7 110kV引镇变110kV引牵断路器B相连接销电侵蚀的情况图8 正常的断路器连接销图9 松动的连接销正常的安装位置SF6气体分解产物测试数据为：SO2 440L/L，H2S.0L/L，CO 0 L/L，HF 8.0L/L5、西安供电局110kV六村堡变110kV六草二断路器连接销松动的潜伏性故障2010年3月18日对于六村堡变六草二断路器进行分解产物测试发现分解产物异常，停运设备，解体后检查如图10所示。缺陷部位与第四起相同。

9、图10 110kV六村堡变110kV六草二断路器C相连接销电侵蚀的情况SF6气体分解产物测试数据为：SO2 380L/L，H2S.0L/L，CO 0 L/L，HF 4.0L/L6、西安供电局110kV六村堡变110kV六桥断路器连接销松动的潜伏性故障2010年3月18日对于六村堡变六草二断路器进行分解产物测试发现分解产物异常，停运设备，解体后检查如图11所示。缺陷部位与第四起相同。图11 110kV六村堡变110kV六桥断路器A相连接销电侵蚀的情况SF6气体分解产物测试数据为：SO2 450L/L，H2S.0L/L，CO 0 L/L，HF7.0L/L四、问题及建议：1、事实证明SF6分解产物的

10、测试能够有效地发现SF6开关类设备的潜伏性故障。但此项试验、研究工作还有很长的路要走，还远未做到测试数据与运行工况的量级对应。SF6开关类设备存在异常分解产物的在陕西网约占投运量的3%，对于绝大部分这类设备无法做到正确判断。由此来看，目前由中国电科院牵头，陕西电科院主要负责的进行的气体绝缘设备中SF6分解气体检测技术与检测规程研究及运行气体绝缘设备中SF6气体分解产物与设备故障关系的研究两个国网“451”智能工程项目，应用前景及现实意义重大。现在该项目研究已进入实物试验的攻坚阶段，该阶段需要有合理的试验场地、设备、经费及足够的人员配备，光有国网公司科技部有限的资金支持显然不足，这一阶段更希望获得国网生技部对于该项目的支持。 2、头两起潜伏性故障从发现到确诊分别用时半年和一年，后四起是现场直接判定，除了说明在中国电科院牵头下，该