華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)SF6密度繼電器校驗儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的SF6密度繼電器校驗儀在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“SF6密度繼電器校驗儀“高壓設備供應商而努力。

SF6開(kāi)關(guān)是電力系統廣泛使用的高壓電器。SF6開(kāi)關(guān)的可靠運行已成為供用電部門(mén)最關(guān)心的問(wèn)題之一。

SF6氣體密度繼電器是用來(lái)監測運行中SF6開(kāi)關(guān)本體中SF6氣體密度變化的重要元件，其性能的好壞直接影響到SF6開(kāi)關(guān)的運行安全。現場(chǎng)運行的SF6氣體密度繼電器因不常動(dòng)作，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后常出現動(dòng)作不靈活、觸點(diǎn)接觸不良等現象，有的還會(huì )出現密度繼電器溫度補償性能變差，當環(huán)境溫度突變時(shí)常導致SF6密度繼電器誤動(dòng)作。

因此DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》規定：各SF6開(kāi)關(guān)使用單位應定期對SF6氣體密度繼電器進(jìn)行校驗。從實(shí)際運行情況看，對現場(chǎng)運行中的SF6密度繼電器、壓力表進(jìn)行定期校驗也是非常必要的。

國內外大量研究表明：當SF6設備中發(fā)生絕緣故障時(shí)，放電產(chǎn)生的高溫電弧使SF6氣體發(fā)生分解反應,，生成SF4 、SF3 、SF2 、S2 F10等多種低氟硫SF SF化和物。而不同絕緣缺陷引起的局部放電會(huì )產(chǎn)生不同的分解化合氣體，相應的分解化合氣體成份、含量以及產(chǎn)生速率等也有差異。這樣使得通過(guò)分析分解產(chǎn)物的組分來(lái)判斷故障類(lèi)型成為可能，并可以通過(guò)檢測設備中SF6氣體分解氣體組分及化合產(chǎn)物，來(lái)判斷絕緣缺陷類(lèi)型、性質(zhì)、程度及發(fā)展趨勢。因此局部放電檢測是對GIS進(jìn)行故障診斷的重要手段之一。   

1、SF6氣體分解物性質(zhì)介紹   

純凈的SF6氣體是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不燃的惰性氣體，其自身的分解溫度大于500℃，在正常運行的情況下分解產(chǎn)物極少，但與金屬材料共存時(shí)，在200℃時(shí)就有可能發(fā)生微量分解。  當SF6設備中發(fā)生絕緣故障時(shí)，放電產(chǎn)生的高溫電弧使SF6氣體發(fā)生分解反應，生成SF4、SF3、SF2和S2F10等多種低氟硫化物，均為毒性氣體。如果是純凈的SF6氣體，上述分解物將隨著(zhù)溫度降低會(huì )很快復合、還原為SF6氣體。實(shí)際上使用中的SF6氣體總含有一定量的空氣、水分，由于上述分解生成的多種低氟硫化物很活潑，即與SF6氣體中的微量水分和氧氣等發(fā)生反應,生成SOF2，SO2F2，SOF4，SO2，HF等毒性氣體。  

高溫下SF6及其分解物還會(huì )與金屬發(fā)生反應，，形成金屬氟化物，如CuF2、AlF3、FeF3或FeF2以及WF6（WF6為氣體，其他金屬氟化物為粉末狀固體）。若涉及含SiO2材料，還可能產(chǎn)生SiF4和（CH3）2SiF2。它們的極限安全濃度均為 2.5mg/m3。若固體生成物落在絕緣支撐表面且又吸附氣體中的水分時(shí)，使閃絡(luò )電壓下降。要清除固體生成物，必須將GIS隔室打開(kāi)。目前，沒(méi)有用于檢測固體生成物的種類(lèi)和含量的可行技術(shù)。   

SF6氣體分解機理的研究現狀

在上世紀80年代末，美國Oak Ridge國家實(shí)驗室的Isidor Sauers從氧氣對SF6局部放電分解產(chǎn)物的影響角度做了研究并提出：氧氣的增加將使SOF4和SO2F2含量增加，但對SOF2影響很小。  

法國Paul Sabatier大學(xué)的A Derdouri從水和固體絕緣對SF6局部放電分解產(chǎn)物的影響角度做了研究并提出：在水分存在時(shí)只有SOF2和SO2F2是穩定的；當放電涉及固體絕緣時(shí)會(huì )產(chǎn)生CF4。   

國內邱毓昌對SF6放電分解產(chǎn)物做了初步定性研究，設計了一個(gè)SF6放電分解裝置并用氣相色譜法對SF6放電分解產(chǎn)物進(jìn)行研究，得出SF6放電分解產(chǎn)物有SO2和SOF2等產(chǎn)物。  R J Van Brunt等對SF6局放分解機理才進(jìn)行了比較系統的研究，提出了“區域反應模型” 。該模型認為在針電極附近的電暈放電區域SF6會(huì )分解為  SF4、SF5以及F原子，其中SF4和SF5會(huì )與O原子發(fā)生反應；而在離子游離的中間區域則主要是帶電離子與SO2、先前產(chǎn)生的SOF4和硫原子發(fā)生反應；在板電極附近的氣體區域，先前生成的SF4、SF5以及SOF4則主要與容器內存在的氧氣和水進(jìn)一步反應生成SO2F2、HF等。該模型反映了不同區域由于放電能量的不同，放電類(lèi)型的不同，就可能導致各分解氣體產(chǎn)物的生成量、生成速率、成分構成呈現出不同的特點(diǎn)。 

隨著(zhù)研究的深入以總結出了一些分解規律和結論： 

（1）不管哪種形式的放電，SF6發(fā)生分解后產(chǎn)物的量與放電能量大致成比例關(guān)系，并且當處在高能量放電形式(如電弧放電)下時(shí)將產(chǎn)生大量的分解氣體，出現局部放電下很少出現的氣體成分如SF4、CF4等，且產(chǎn)物中SOF2含量較其他形式放電而言要高。     

（2）普遍認為通過(guò)SO2、SOF2、SO2F2含量比例可分析判斷放電劇烈程度，放電越劇烈，放電能量越大，SO2含量增多，SOF2／SO2F2體積分數之比增大等。     

（3）通過(guò)H2S組分含量大小可判斷故障的放電能量及故障是否涉及固體絕緣。    

（4）通過(guò)CF4含量可分析判斷固體絕緣情況。     

（5）電極材料的消耗與分解物的形成也有直接關(guān)系，氣體分解產(chǎn)生的物質(zhì)含量取決于電極材料的金屬蒸發(fā)量。    

3、SF6放電分解氣體檢測技術(shù)  SF6分解過(guò)程非常復雜，涉及復雜的物理化學(xué)過(guò)程，其分解過(guò)程的主要影響因素有：缺陷類(lèi)型、放電能量、金屬材料、絕緣材料、水分含量、氧氣含量等。其主要機理是各種絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電(包括電暈和火花放電)下，使SF6氣體分解，并與在故障處的固體絕緣介質(zhì)、微量O2、微量水分或金屬等發(fā)生極其復雜的化學(xué)反應，生成不同類(lèi)型的化合產(chǎn)物。為檢測SF6氣體分解物，國內外的研究者出了各種方法： 氣體檢測管法    優(yōu)點(diǎn)：檢測管能夠檢測到其體積分數10-6級的SO2或HF。     缺點(diǎn)：容易受到溫度、濕度和存放時(shí)間的影響，并且對其它主要分解氣體沒(méi)有檢測作用，不能全面反應SF6放電分解氣體組分情況,限制了它的應用推廣。  

氣相色譜法(GC)   

優(yōu)點(diǎn)：它具有檢測組分多、檢測靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。   

缺點(diǎn)：存在取樣和分析過(guò)程中可能混入水分導致一些組分水解、對S02F2和SO2的檢測比較困難、不能檢測HF和局部放電主要成分之一的SOF4等缺點(diǎn)。氣相色譜檢測法中色譜進(jìn)樣的特性決定了檢測時(shí)間較長(cháng)，不可能做到連續在線(xiàn)監測；溫度對色譜柱分離效果的影響以及色譜柱使用一段時(shí)間后需要清洗等固有特性決定了色譜技術(shù)對環(huán)境要求高，不適于現場(chǎng)在線(xiàn)監測應用。  

缺點(diǎn)：SF6及其部分分解氣體的吸收峰十分接近，有交叉干擾現象，必須使用標氣得到參考圖譜對分析結果進(jìn)行校正，而有些標氣如SOF4非常不穩定；紅外光源強度低，SF6密度繼電器校驗儀檢測器靈敏度低，造成其定量精度不如紫外-可見(jiàn)光譜等方法。  

固體電解質(zhì)傳感器   

優(yōu)點(diǎn)：它具有檢測速度快，效率高，可以與計算機配合使用從而實(shí)現自動(dòng)在線(xiàn)檢測診斷等突出優(yōu)點(diǎn)。    

缺點(diǎn)：存在檢測氣體組分單一等缺點(diǎn)；另外，它存在組分間的干擾問(wèn)題，如：H2S傳感器會(huì )對SO2有響應以及HF傳感器使用壽使用壽命短等問(wèn)題。