[发明专利]一种高压电气设备的SF6气体监测装置、方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种高压电气设备的SF₆气体监测装置、方法和系统。

背景技术

目前，SF₆(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF₆电气设备用量越来越多。SF₆气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF₆气体的微水含量如果超标和密度降低将严重影响SF₆高压电气设备的安全运行：1)在一些金属物的参与下，SF₆气体在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF₂，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。2)在温度降低时，过多的水份可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。3)SF₆气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF₆气体的密度和含水量进行定期检测。

目前用来监测SF₆气体密度普遍采用一种机械的SF₆气体密度继电器来监测SF₆气体密度，即当SF₆电气产品发生漏气时该继电气能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。用密度继电器来监测SF₆气体密度，存在以下缺陷：1)SF₆电气产品发生漏气时，只有当其气体压力下降到报警值时，才发出报警信号，而此时SF₆气体已经泄漏了很多。例如额定压力为0.6Mpa的SF₆电气设备普遍采用报警压力为0.52Mpa、闭锁压力0.50Mpa的密度继电器。现在很多变电站都是无人值守变电站，这样对于这种SF₆电气设备而言，如果发生漏气了，其气体从额定压力0.6Mpa下降到报警压力0.52Mpa时，值班人员才发现，才通知检修人员去现场处理泄漏事故，而此时SF₆气体已经泄漏了很多。2)该密度继电器触点一般采用游丝型磁助式电接点。其触点闭合时，其闭合力很小，接触闭合不够牢靠。且最重要的是在受到氧化或污染时，常发生电接点接触不良的现象，造成失效，产生严重后果。

对于微水监测，目前主要采用便携式露点仪进行现场检测，它存在以下缺陷：1)非实时。目前电力部门一般一年2次采用露点仪检测SF₆电气设备的SF₆气体微水含量，这是一种非实时的检测方法，它不能反映设备运行的变化趋势，也无法对SF₆气体微水含量的变化趋势进行预测，无法掌握电气设备的运行状况，不能及时预防和排除安全隐患，无法按智能化设备状态检修标准，准确评价、判断设备状况，难以实现电气设备的状态检修。2)测量受环境温度限制。露点仪的工作环境温度为-10℃～+50℃。同时，不同的环境温度，其测量范围是不同的，北方的冬季和南方的夏季不适宜做现场的SF₆气体微水含量测试。由于受到气候和环境温度的影响，检测的数据仅可参考。3)费时、费事、费气。采用露点仪测试时需长时间排放SF₆气体，这是由于取样管路含有湿气，测量时的前面3-5分钟需要吹干取样管路；为了能够测试到SF6电气设备内部的SF₆气体微水含量，就需要把一定量的SF6气体排放出来，通常一个完整准确的测试约需10～15分钟左右。按标准取样气体流量，即30～40L/h计算，一次测试需要排放SF₆气体约8升。那么，在完成几次测试后就需要补充SF₆气体。另外，检测人员不规范操作，还存在安全隐患。4)高昂的检测成本。供电公司为完成检测工作需配备检验人员、设备、车辆和高价值的SF₆气体。粗略计算，每个变电站的每年分摊的检测费用约在数万到十几万元左右。5)危害现场工作人员健康，污染大气。SF₆气体自身为无毒无害气体，但经过高温反应后会生成一些有毒有害气体，对人身体有极大的危害。而且SF₆气体是一种温室气体，国际规定也不能直接排入大气。