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摘要：本文结合乌江渡发电厂的GIS组合电气带电检测六氟化硫分解产物数次试验数据进行潜伏性缺陷的判断，通过停电开盖检查证实缺陷情况。结合国家标准与电力标准对探讨分解产物中的特征气体SO2与H2S含量变化情况与缺陷、带电负荷之间的关系。

关键词：六氟化硫、分解产物、缺陷判断、SO2、H2S

Abstract： In this paper， the latent defects of sulfur hexafluoride decomposition products were judged based on the test data of GIS integrated electric live detection in Wujiangdu Power Plant， and the defects were confirmed by power outage cap opening inspection. The relationship between the content variation of characteristic gases SO2 and H2S in decomposition products and defects and live loads was discussed in combination with national standards and power standards.

Key words： sulfur hexafluoride， decomposition products， defect determination， SO2， H2S

0 引言

六氟化硫（SF6）气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，作为理想的绝缘及灭弧介质，目前已经广泛应用于高压、超高压电气设备中，尤其是组合电气。由于制造安装工艺和内部材质等原因，SF6电气设备在运行中可能出现事故，SF6电气设备缺陷可以分为放电和过热两大类，当设备存在缺陷时，缺陷区域的SF6气体和水分、固体绝缘材料在热和电的作用下裂解，主要产生一些气体杂质，如四氟化碳（CF4）、二氧化碳（CO2）、氟化亚硫酰（SOF2）、二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S）等。在所有的分解产物中，大部分的分解产物只能通过气相色谱法测定，需要在实验室进行。而SO2和H2S可通过电化学方法测试，可在现场进行测定。实践表明，检测GIS中SO2和H2S分解产物的含量，可快速准确诊断出SF6电气设备潜伏性内部缺陷和设备内部缺陷，避免事故的发生。

1 分解产物试验数据

乌江渡发电厂于2020年10月至11月对全厂GIS设备共203个隔室进行分解产物普查。通过普查发现有6个隔室有特征气体SO2和H2S。后进行了数据跟踪。试验结果见表一、表二、表三：

2020年11月17日，贵州创星电力科学研究院自带设备到现场对215电缆终端隔室进行分解产物测试，显示SO2含量为16.8μL/L，与乌江渡发电厂测量值17.6μL/L基本相符，排除了检测设备、人员操作原因存在较大误差因素。同时取样进行分解产物色谱分析。分析结果见表三。并由贵州创星电力科学研究院进行GIS局放检测，未见明显放电现象。经过数据分析，结合DL/T 1359《六氟化硫电气设备缺陷气体分析和判断方法》进行判断，认为SO2超标情况呈明显增大趋势，需对215电缆终端隔室与#5主变高压侧电缆终端三项停电检查处理。12月4日停电后，分项测试分解产物，结果见表四。

2 开盖检查情况

2.1 215电缆终端隔室开盖检查情况

对B相电缆终端气室解体发现有大量乳白色粉尘（见图1），气室内各导体镀银的裸露部位表面发黑，GIS主导体（铝材镀银）与电缆终端上端头接触面局部熔化，接触面压紧螺丝局部烧损（见图2），B相电缆终端上端头导体与电缆线芯的连接面完好无损。绝缘套管底部有疑似高温飞溅物损伤和对筒体底部内壁放电痕迹，连接板均压环对周围筒体内壁有放电麻点;A、C相电缆终端气室内未见异常。

2.2 #5主变高压侧电缆终端开盖检查情况

B项未见异常;C项电缆锥形体上附着少量白色粉末颗粒。

3 数据及现象分析

3.1 215电缆终端及相连接设备参数

与GIS为河南平芝高压开关有限公司G1B型SF6分相封闭式组合电器，额定电流为2500A，气室额定压力（20℃表压）断路器为0.6MPa，其他气室为0.4MPa;与215电缆终端气室连接的220kV电缆为OLEX电缆公司XLPE绝缘铜波纹护套电缆单芯电缆，铜芯截面500mm2，允许载流量944A;GIS侧电缆终端头为瑞士布鲁克公司硅油/SF6绝缘电缆终端。#5主变压器容量为290MVA，220kV侧额定电流为692A，各设备均于2003年投运。

3.2 215电缆终端B项缺陷分析

根据解体后发现的电缆终端B项上端头与GIS主导体连接面连接的4颗螺栓存在一组对角螺栓相对完好，另一组对角螺栓垫片处熔化，螺杆烧粘连不能拆卸，且烧损螺丝外观有弹垫为倾斜状态。判断至少有两螺栓未紧固到位。在跟踪过程中测量GIS局放未见明显放电现象，拆解后也未见明显放电烧损痕迹。结合2020年乌江渡发电厂来水好，连续43天机组满发运行等外部因素，推断缺陷为近期突然恶化，加速了缺陷的暴露。分析分解产物含量可以看出SO2的含量较大，而H2S含量较小。色谱测试中，SOF2的含量也较小，基本可以判断为金属悬浮电位放电，此类放电性缺陷一般能量不大，通常只会使SF6气体分解;分解物主要SO2、HF、SOF2及金属氟化物等，同时可能会有少量的H2S产生。随着放电能量越来越大，造成金属溶解，飞溅到周围筒体内部及筒底部造成麻点。结合以上情况分析本次缺陷发生的直接原因是电缆终端上端头与GIS主导体连接面连接的螺栓未紧固到位造成的悬浮放电。

3.3  #5主变高压侧电缆终端缺陷分析

由于2020年来水较好，机组连续43天的满负荷运行。#5主变高压侧电缆终端持续高温，极大考验绝缘材料的质量。而且#5主变高压侧电缆终端位于室内顶层，环境温度也高，散热不宜。判断是因为高温使绝缘缓慢老化，绝缘降低，造成应力锥与筒体中气体导电颗粒杂质引起放电，产生SO2与H2S等特征分解产物。

4 缺陷处理

按照系统要求按修必修好原则，结合厂家建议，乌江渡发电厂确定并执行了如下修复方案：

2151隔室B相隔离刀闸返厂修复。更换分支母线侧绝缘盆子及配套配件，解体全面检查处理，并按出厂试验规范开展出厂试验;215电缆终端隔室B相气室水平段筒体（有黑点）、主导电杆返厂修复，并更换绝缘盆子及配套配件。215电缆终端隔室电缆仓外壳筒体（有灼伤痕迹）、主导电杆返厂修复，更换全新的触子、压簧，更换电缆终端上部烧损的主导体及其均压罩;更换#5主变连接高压电缆两侧电缆终端。

经过处理并安装对应电缆终端隔室后，经过高压、化学验收试验，投运后设备运行正常。一年后复查六氟化硫分解产物，分解产物内无H2S与SO2特征气体。

5 结论

本次缺陷的及时发现和有效处置通过乌江渡发电厂应用技术监督定期监测手段，开展SF6设备分解物普查发现异常苗头，并优于规程要求跟踪，及时发现缺陷，防止设备事故发生的典型事例。

通过上述两处缺陷分析结果得出结论：六氟化硫气体分解产物（H2S、SO2、HF）检测法是判断设备潜伏性故障的重要方法之一。该方法具有灵敏度高、方便快捷、受环境干扰小等优点。

GIS对绝缘材料的选材、零部件加工、安装要求极高需选派实践经验吩咐、技术精湛、责任心强的技术人员进行监造及验收。同时现场安装细节控制要到位，对细节把控不严就会留下安全隐患。

GIS投运后，要使用各种有效手段进行在线测试。比如运用分解产物检测、超声波局放测试、超高频局放试验、X光检测等技术探测设备内部接触不良或松动、异物、高压导体尖刺等缺陷，为GIS诊断及故障排除提供有力的技术支持。

参考文献：

a 牛浩，邱悦.气体绝缘组合电器SF6分解产物检测中典型影响因素研究.浙江电力，2018，37（8）：59-64

b 郭伟，刘韧强，蒋成杰等.SF6分解产物检测在GIS故障诊断中的应用.电力安全技术，2017，19（5）：26-28

c 吴俊杰，周舟，钱晖等.SF6气体分解产物带电检测发现GIS设备缺陷及其分析与处理，高压电器.2019，55（1）：0243-0247

d [DL/T1359-2014]，六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法

作者简介：刘唯（1974），女，四川南充，工程师，硕士，主要从事高压电气设备状态监测与管理