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六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法Themethodfortheanalysisandjudgementofsulfurhexafluorideimpuritygasinelectricalequipment（讨论稿）1前言六氟化硫电气设备在电力行业得到广泛应用，六氟化硫作为重要的绝缘介质，当设备发生故障和存在缺陷时，六氟化硫气体会发生反应，产生分解产物，通过分析分解物能有效诊断设备内部故障。本标准规范分析方法和分解物的判断依据。本导则起草单位：本导则主要起草人：2六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法六氟化硫电气设备在电力行业得到广泛范应用，通过检测六氟化硫分解物，分析设备内部的绝缘状态，以提高电气设备的安全运行水平。1.范围本方法适用于六氟化硫电气设备故障气体的分析方法和故障的判断依据。2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本导则中引用而构成为本导则的条文，本导则出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本导则的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T12022-2006工业六氟化硫DL/T506－2007六氟化硫电气设备中气体水分检测方法DL/T639六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则DL1032-2006电气设备用SF6气体采样方法Q/CSG10007电力设备预防性试验规程Q/GD11157.87-2009《SF6电气设备气体采样作业指导书》IEC60480六氟化硫电气设备中气体的检测和处理导则及其再使用的规范IEC/TR62271-303六氟化硫（SF6）的使用和操作3.定义3.1二氧化硫SO2(SOF2)SO2是SF6电气设备故障时分解的主要特征组分，正常运行的设备中SO2的含量极少。若发生故障时，SO2会增长10倍以上。3.2氟化氢HF（H2S）SF6气体在电弧下会分解氟硫离子，若水分含量较高下会产生HF或H2S。3.3一氧化碳CO和二氧化碳CO2当设备内电弧(或过热)灼伤固体绝缘部件时，会产生CO和CO2。3.4四氟化碳CF4SF6制造中会产生CF4，设备运行中固体绝缘材料在电弧灼伤下会产生较大量的CF4。33.6杂质离子总量离子总量是判断设备内的杂质是否增加的指标之一，通常杂质总量判断为气体受到污染的程度。3.7湿度H2O湿度是影响SF6气体形成水解氟化物的重要因素，在设备中的气体湿度会影响设备的绝缘强度。3.8氟化物AlF3、CUF2等氟化物是设备内触头在电弧下与SF6分解离子形成的产物，若发生对地放电故障会产生大量的氟化物产物。3.9空气AIR设备内的空气作为硫离子形成硫酰产物的重要因素之一。4.采样方法4.1采样设备要求SF6电气设备中气体采样应使用不锈钢瓶或铝合金瓶采样（内壁涂FPT膜），根据采样容器不同可采用正压法和真空法采样，推荐使用真空法采样。采样时应对采样瓶抽真空，真空度应低于133Pa，采样瓶可承受1MPa以上的工作压力。现场分析所需要的接头应采用316不锈钢或优质黄铜，管道应采用不锈钢或壁厚不少于1mm的聚四氟乙烯管，排气可用聚乙烯管，并连接有集气袋。4.2采样参照《SF6电气设备气体采样作业指导书》。采样后的样品应迅速送实验室进行分析。通过采样器将SF6电气设备内的气体采集进入容器中，送实验室进行分析。4.3样品运输保存已采样的钢瓶应贴上标签，标明采样地点、设备名称、编号和日期。采样瓶运输应放置专用容器中固定，防止滚动撞击钢瓶阀门。采样后的样品应在48小时内进行分析。5．分析方法SF6电气设备故障气体分析分现场和试验室进行。现场分析主要包括SO2、4HF、H2S、湿度、总离子浓度等，试验室分析主要包括CF4、SO2、CO2、SOF2,SO2F2,S2OF10、水解氟化物、酸度、固体粉末等。5.1现场分析项目：表一SF6电气设备分解物现场分析项目分析项目测量范围分析方式二氧化硫SO2(SOF2)10-6（体积比）电化学分析仪、化学显色管一氧化碳CO10-4（重量比）电化学分析仪氟化氢HF/硫化氢H2S10-6（体积比）电化学分析仪、化学显色管四氟化碳CF410-4（重量比）便携色谱空气Air10-4（重量比）便携色谱SF6纯度10-4（重量比）便携色谱、纯度仪湿度10-6（体积比）露点仪、水分仪5.2试验室分析项目表二SF6电气设备分解物实验室分析方法（推荐）分析项目测量范围分析方法CF4,SO2,CO2,SOF2,SO2F2,S2OF10,HF×10-7～10-6（体积比）气相色谱仪、电化学分析仪、气质联用仪、火焰光度色谱水解氟化物、酸度10-6（体积比）离子选择电极、容量滴定、电化学固体粉末(氟化铝)％（重量比）发射光谱、等离子发射光谱矿物油10-6（体积比）红外分光光谱仪、非分红外测油仪5.3SO2＋SOF2、H2S(HF)、CO的检测SF6电气设备故障现场使用电化学检测器作为定量检测。使用方法如下：a.连接与设备的管道，仪器尾部应安装集气袋或安装长度不少于5米的排气管，室内测试时应排放在室外。b.打开仪器电源，检测仪器读数应为0。c.缓慢调整设备上的减压阀门，置流量在合适位置（以仪器说明书为准）。d.记录测试数据。e.关闭设备上的阀门，拆卸连接管道。f.若测量浓度较大时，应及时应用氮气或新SF6气体进行仪器冲洗，将仪器读数冲洗较低为宜。55.4CF4、硫酰等分解物的检测采用气相色谱仪的TCD和FPD检测器，可对六氟化硫中空气与四氟化碳以及硫酰等分解物的检测，其浓度可从记录的峰面积和被测物对检测器响应的校正系数来确定。将钢瓶的阀门与色谱仪六通阀用不锈管(或聚四氟乙烯管)连接，打开钢瓶上的阀门，用六氟化硫气体冲洗管道，然后切换六通阀进样，用记录仪或数据处理器作数据记录和处理。记录各组分的峰面积与气体中的相应重量浓度成正比。使用填充柱作为色谱柱，色谱条件：Porapak-Q柱；柱温40～160℃程序升温；气化室温度50℃；载气（He）流速50mL/min；TCD温度60℃；电流150mA。采用六通阀进样。图2TCD检测器色谱图图2FPD检测器色谱图6.检测周期分解产物检测一般可在运行状态下进行,其检测周期建议按设备的电压等级划分，检测周期按下表四进行：表三：六氟化硫电气设备检测周期电压等级检测周期说明6500kV1）新设备和大修后投运1月内检测1次；2）正常后每1年检测1次；3）必要时；必要时：1）发生近区短路断路器跳闸时；2）受过电压严重冲击时；如雷击等；3）设备有异常声响、强烈电磁振动响声时；220kV和110kV1）新设备和大修后投运2月内检测1次；2）正常后每3年检测1次；3）必要时；35kV及以下1）必要时7.判断依据当分解物含量异常时，应视设备的具体情况缩短检测周期，跟踪分解物的变化情况，以策安全。建议按表四执行：表四不同六氟化硫分解物含量的检测周期和判断依据设备类别分解物含量（μL/L）增加检测其它组分检测周期SO2+SOF2H2S（HF）CO断路器2～51～3150必须3个月内检测一次5～103～5200必须1个月内检测一次10～305～10300必须1周内检测一次；建议电气试验3010300必须建议电气试验和停电检查其它设备1～31～3100必须3个月内检测一次3～103～5200必须1个月内检测一次10～155～10300必须1周内检测一次；建议电气试验1510300必须建议电气试验和停电检查8.安全防护8.1应严格按照执行有关安全规程，防止压力突变造成管道、分析仪器损坏。8.2在整个采样过程，必须监控设备内的压力变化，防止由于采样造成设备压力的激烈变化。8.3采样中应认真检查管道、器皿的连接，防止气体泄漏。8.4采样过程应防止由于泄漏导致试验人员中毒，必要时应佩戴防毒面具、防护服和手套。8.5试验仪器的尾部排气必须用集气袋存储，实行回收处理。必要时应用碱液吸收，方可排放。