六氟化硫在配网设备中的应用

六氟化硫在配网设备中的应用

刘永

广东电网有限责任公司中山供电局 广东中山 528400

六氟化硫）（SF6）是无色的，无毒的，无毒的，易燃的惰性气体。SF6气体的负电性很高，比空气高几十倍，这使得SF6气体的绝缘强度高于空气，而在同一电场，SF6击穿场的比强度是空气的三倍，和绝缘油击穿电压等于0.25兆帕。虽然SF6气体具有极好的灭弧性能：SF6气体的负电特性加速了正离子和负离子的复合过程。降低电流火口温度，从而加速电弧缝隙绝缘强度的恢复；在SF6气态外壳中，电弧有一个高温铁心和低温火焰，在这种情况下，电弧电压很小，电弧强度很低。这是因为SF6气体具有优良的灭弧和绝缘性能，它广泛用于配电设备领域，如变压器、组合电器、断路器、输电线路等。电缆等。目前，SF6气体绝缘设备具有绝对优势，并有进一步扩大其范围的趋势。隔离环境也有缺点，例如电场的均匀性更为敏感，电弧分解有毒气体的可能性更大，然而，SF6气体被列为六种温室气体之一）：（CO2，CH4，PFCS，HFCS，N2O，SF6）六氟化硫中的一种成分对温室效应的影响是一个CO2分子的25 000倍，而六氟化硫对环境的影响则是国际社会普遍关注的问题。从环境角度出发，已经开始对SF6气体的替代品进行研究，近年来，使用了SF6混合气体作为SF6气体的替代品。

1 混合气体的选择SF6

混合气体必须具有较低的液化温度、较高的介电强度和较好的化学稳定性，只有当液化温度较低时，气体介质才不会在工作环境的温度和压力下冻结；如果介质强度较高，长期运行时能承受额定电压和短时过载；化学稳定性好，不会对周围环境造成腐蚀或污染。还具有良好的热物理和热化学性能特点。具有高导热系数、恒压比热、绝热系数管理能力。考虑到分断能力，应接近SF6，气体。设置从经济角度看，SF6气体的价格混合便宜点。很多气体混合物的类型；国内外科研机构对SF6/air、SF6/CO2、SF6/CF4、SF6/N2等进行了研究，但目前还没有发现满意的SF6混合物结果。甚至国际上对SF6关闭天然气管道的能力的理解是否仍然有限；由于电力开关的绝缘灭弧炉已被国内外一些开关厂家采用，并取得了成功的经验和满意的运行效果，因此在使用SF6混合气体代替纯SF6气体的问题上也存在争议。

结果表明，加入SF6/空气混合物后，SF6/空气混合物的故障电压最多可降低10%，且SF6/空气混合物电弧功率的改变比隔离电源更为复杂，SF6/air混合气体电弧功率的变化比绝缘功率的变化更为复杂，当SF6/air比例约为50%时，输出电压的变化小于10%这个显示结果，二氧化碳是一种电荷不足的气体，在与SF6混合后会减慢高能电子的速度；SF6/CO2可以通过改变相对电强度来评估为一种协同气体混合物，SF6/CO2的电强度低于SF6/CO2，但在局部电场浓度下（如原电极和导电粉尘的影响），SF6/CO2的电强度可能高于SF6/N2。加拿大阿尔斯通公司已经开发并生产了gl200系列SF6，以达到运行性能。本产品正常使用温度满足冬季气候较高的国家和地区对高压开关耐低温性能的要求，如：加拿大。在超低温CF4比N2具有更好的性能（但CF4的毒性限制了其在电路中的应用）混合气体是目前研究最多、最有前途的一种气体混合物。这是因为氮气有许多特性：第一，氮气的液化温度较低；第二，氮气的成本为最低。

2 SF6电气设备故障诊断的判据

目前虽然没有明确的技术标准规定如何根据SF6混合气体分解产物体积分数来判断SF6电气设备是否存在故障以及故障的严重程度"但从很多研究结果和实际监督检测数据来看,利用分解产物体积分数判断电气设备故障是切实可行的。配网断路器和正常运行的电气设备中体积分数小于某一数值，当所检测的气室和积分数大于特定数值时应引起重视。

3、SF6混合气体在电弧﹑放电和过热作用下会分解产生特征气体还可以通过检测这些特征气体体积分数诊断设备内部是否存在故障$但目前在分析判据上还没有统一和成熟的结论。因此需要研究人员做更深入和细致的工作。

基金项目：南方电网公司科技项目资助032000KK52190152-001