高压运维电工必学：SF6气体绝缘电气设备运维技术-气体湿度测量技术问答

电气设备中SF6气体湿度测量技术问答一

一、SF6电气设备中水汽的来源有哪些? 二、SF6气体中的水汽对电气设备有什么危害? 三、怎么控制SF6电气设备中的水分? 四、温度变化时,SF6电气设备内部固体绝缘材料对湿度的影响是什么? 五、温度变化时,SF6电气设备内吸附剂对湿度的影响是什么?

一、SF6电气设备中水汽的来源有哪些?

水蒸气，也称水汽，是水的气态形式。水分则指液体或固体中水的含量，而湿度是指气体中水蒸气的浓度。SF6电气设备在初次安装或检修后需重新充入新的SF6气体。新SF6气体中含有微量水汽，这是由于其生产过程包括热解、水洗、碱洗和干燥吸附等多个环节，难以完全避免水汽的残留。 在制造、运输、安装及检修过程中，SF6电气设备可能会接触到水汽，导致水汽渗透到设备的各个组件中。SF6电气设备中使用的固体绝缘材料，主要是环氧树脂浇注品，这些材料含有0.1%至0.5%的水分，在运行过程中会逐渐释放出来。设备中的吸附剂本身也含有一定的水分。 大气中的水汽可以通过电气设备的密封薄弱处渗透进入内部。由于SF6电气设备内部人为控制气体湿度极低，形成内部水蒸气分压较低，而外部大气中水蒸气分压相对较高，在高温高湿条件下，水汽更易通过密封薄弱环节进入设备内部。此外，SF6气体分子直径为4.56×10^-10米，呈球状；相比之下，水分子直径为3.20×10^-10米，形状细长棒状，这使得水分子更容易进入设备内部。

二、SF6气体中的水汽对电气设备有什么危害?

SF6气体在设备中可能因含有水汽而引发一系列问题。首先，当温度超过200℃时，含水汽的SF6气体会发生水解反应，生成腐蚀性的HF和SO2，导致设备内部零件表面腐蚀。其次，电弧作用下SF6气体与电极材料反应生成的金属氟化物和低氟化物粉尘，以及与水汽反应生成的WO3和CuF2粉末，会沉积在灭弧室内，降低击穿电压。最后，水汽的存在还会降低绝缘子表面的闪络电压，因为SF6气体本身含有一定的水汽，且设备密封处可能渗入更多水汽，这会导致固体绝缘子的绝缘强度降低，并在温度降低时可能在设备内部结露，进一步降低闪络电压。

三、怎么控制SF6电气设备中的水分?

根据GB/T 12022——2006标准，新SF6气体的湿度应严格控制在≤5ug/g。DL/T 596—1996和DL/T 603——2006规定了运行设备中SF6气体的湿度控制标准：灭弧室在大修后≤150pL/L，运行中≤300pL/L；其他气室在大修后≤250pL/L，运行中≤500uL/L。此外，还需改善SF6电气设备密封材料的质量，严格遵守安装密封环的工艺规程，并在设备中放置吸附剂，该吸附剂需具备良好的吸附能力、不产生二次有害物质且在工作时不粉化、不潮解。

四、温度变化时,SF6电气设备内部固体绝缘材料对湿度的影响是什么?

SF电气设备内部的固体绝缘材料及外壳，在高温环境下会释放渗透于材料内部的水分，导致气体中的水汽含量随温度升高而增加。 相反，在低温条件下，这些水汽会凝结在外壳和绝缘材料表面，从而降低气体中的水汽浓度。大量实践表明，同一台SF电气设备在不同温度下测量其内部气体湿度时，所得结果存在差异：环境温度较高时，测得的湿度值偏高；而当环境温度较低时，则测得的湿度值偏低。

五、温度变化时,SF6电气设备内吸附剂对湿度的影响是什么?

电气设备内的残余水汽由吸附剂吸收，维持着水汽的吸附与释放之间的平衡。随着温度的升高，气室中的相对湿度下降，导致吸附剂的吸附能力减弱，从而释放出水分以适应因温度上升而引起的相对湿度变化。相反，当温度降低时，气室内的相对湿度增加，增强了吸附剂对水汽分子的吸收能力，促使其从气体中捕获更多的水汽。因此，在环境温度较高时测量到的设备内部气体湿度值较大；而在低温条件下，则观察到较低的湿度读数。

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