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[摘 要]本文针对断路器内微水产生原因及其危害进行分析，并结合国家电网公司“大运行”模式，针对生产、运维、监控各环节提出了预控措施。
[关键词]断路器 微水 大运行模式
中图分类号：TM561.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0334-02
一、 前言
电力高压断路器用来断开和连通正常情况下高压电网中的电流，当系统发生故障时，通过继电保护装置及自动装置判别断开相应断路器，迅速切断故障电流，防止事故扩大，保证系统的安全运行。断路器作为设备运行管理的重点，其运行状态始终处于运行人员严密监视下。在其各项监控指标中，微水含量属于关注度较小但对设备安全运行影响很大的指标，但各级运行主管单位长期以来对于断路器微水含量的监视缺乏足够重视，考虑到其对设备安全运行存在的影响，加强断路器微水的监测和控制就显得特别重要。本文主要讨论断路器微水含量超标所带来的危害以及在新的运行模式中如何开展相关监控的问题。
二、 微水对SF6断路器性能的危害
目前山西电网共有16座500千伏变电站、3座500千伏开闭站，站内断路器都是以SF6气体为灭弧、绝缘介质。该型断路器具有开断能力强、运行寿命长、稳定性高等特点。微水含量合格对于该型断路器的安全稳定运行具有非常重要的意义。
SF6化学性质非常稳定，无毒、不燃、微溶于水，具有良好的电气绝缘性能和灭弧性能。耐电强度为相同压力下氮气的两倍多，灭弧能力约是空气的100倍，优于空气和油的高压绝缘介质，广泛的应用在各个工业生产领域，特别是电力系统变电一次设备中。
一般情况下，SF6气体分子式结构非常稳固。当线路事故跳闸过程中，500千伏断路器会开断高达2-3kA的故障电流，瞬间产生的电弧及高温会分解SF6气体。如果气体纯度较高时，分解物会随着电弧熄灭重新结合为SF6气体。如果气体中含有水分等杂质超标，那么分解物会有如图1所示的反应：
SF6气体分解后产生四氟化硫和四氧氟化硫两种物质，它们化学性质不稳定，极易与水、氧气化合为氟化亚硫酰，二氟化硫酰，氢氟酸，二氧化硫等物质。四氟化硫遇水后转化成氢氟酸，二氧化硫遇水后转化成硫酸，这两种强酸性物质会对金属部件产生严重的腐蚀，通过破坏内部的绝缘性能和损害内部金属零部件机械性能影响断路器开断能力。同时如果SF6气体中含有大量水分时，当外界气温下降至水蒸汽的露点，水分会结露粘附在断路器零部件表面，破坏绝缘导致内部放电事故。从上述中可以发现断路器内部微水超标有极大的安全隐患，监控人员必须严密监控微水含量。
三、 “大运行”模式下的监控员预控措施
随着国家电网公司“三集五大”体系的全面建设，各级电力调度控制中心开始“大运行”管理模式，启动了全新生产业务——变电设备监控与控制。通过收回500千伏变电站（开闭所）监控权，使电网内500千伏变电站（开闭所）真正实现无人值守、集中监控的运行模式。管理方式的转变促使旧有监控运行业务的改革。作为断路器运行状态的重要监控项目，微水监控也要摒弃传统方法，适应新的形势。通过多年的运行实践，本人认为可以从以下几个方面进行预控，保证断路器的运行状态。
1. 严把新设备启动
新设备启运前，监控人员应会同其他验收人员深入断路器生产、安装各环节，审查性能指标合格情况。针对上文中问题原因严格要求装配工艺，保证安装过程的预控措施到位；
（1）在进行SF6充气前，应检测气体合格后方可使用；
（2）保证零部件内部充分干燥，应严格按下表（表3）中的时间表操作。
完成各部件的干燥处理后，立刻密封包装，组装现场中未组装的部件也应密封保存；采用渗透率较低的密封部件，加强各密封面的工艺质量管理，保证密封良好。
（3）严格工艺的标准。严格把关装配工艺，保证快速合格；优化工艺流程，在进行断路器装配工作时，可以通过改良工艺流程加快装配速度，比如：用整体烘干取代零散烘干，将灭弧室等设备装配完毕后烘干，要比逐个零件分别烘干后再组装效果要好，同时节省时间。
（4）现场的组装应利用高温、干燥的天气，装配完毕后抽真空处理，然后立即充入高纯氮气。
（5）在断路器内合理配置吸附剂
吸附剂的工作原理有两种，分为动吸附和静吸附。动吸附通过断路器内部结构形成的压力差强行推动气体经过吸附剂。静吸附通过气体自身物理特性，经过扩散流经吸附剂。动吸附一般设置在灭弧室中，静吸附相对来说位置设置灵活，传统上将两种方式结合使用。
当监控人员在组装现场验收时，除了把关吸附剂是否配置，还要询问厂家人员配置方式是否合理、有效。
2. 加强站内检修作业的把控
监控人员要加强管控现场进行计划检修作业。在有人值守的变电站，遇有现场检修工作，运行人员与工作负责人共同检查安全措施，明确工作中危险点。“大运行”模式下，监控员无法进行现场实际把控，必须通过电话明确相应要求。具体到断路器内部检修工作，涉及到微水方面的工作有：
（1）进行更换断路器吸附剂工作
要求现场检修人员必须快速准确，减少滞留在空气中时间，同时要求在进行该项工作时，工作开始及工作完毕都及时汇报，便于监控人员把握工作时长。
（2）SF6气体补气的工作
断路器自身的漏气以及进行气体检测中损失的气体，都要通过充入新的气体补充。监控人员首先要与现场运维人员明确：补气工作应选择检测合格的气体；其次要询问现场天气情况，尽量在环境温度较高、相对湿度较低的晴朗天气下进行，如果现场湿度较大，不允许工作进行。
（3）断路器微水含量超标后的处理
按照现场实际情况，发现断路器微水含量超标后，应立即停电转检修处理（见图3）：
首先，回收断路器内的SF6气体，做好防泄露的措施；其次，充入氮气进行冲洗；然后抽真空后再次充入氮气，静止24小时后监测湿度，不合格则重新进行上述操作，如果合格，则进入下步流程；最后监测合格后，继续抽真空，将合格SF6气体充入，并检测湿度是否合格。如不合格则重新开始第一步。
处理过程中，监控人员应该跟踪消缺进度，掌握整个工作流程，保证气体湿度合格。
四 结束语
山西省作为能源大省，在环境保护日益重要的今天，通过电力系统将丰富的煤炭资源转变为清洁高效的电力具有十分重要的意义。在“十二五”期间的电力规划中，山西省将新建三座特高压变电站，构成全国特高压电网的骨干网架。面对电网规模的高速发展，山西省调度控制中心将承担更多的安全压力，监控员作为第一线的安全责任人，必须掌握设备的运行状况。针对SF6断路器的微水管理是变电运行的重要项目，对提高断路器运行可靠性，保证电网的安全运行有十分重大的意义。随着“大运行”体系的不断推进，监控员逐渐远离变电设备现场，对于设备监控的要求更高。山西省调控中心需要不断革新断路器微水监控的技术手段，加强对微水的研究，制定合理的监控、消缺流程，保证山西电网内断路器运行状态稳定可靠。
参考文献
[1] 候慧娥，SF6气体中含水量问题的研究·高压电器，1993，No.5。
[2] 曹子寿，对SF6电器水分管理的一点看法·高压电器，1994，No.1。
[3] 刘文浩，SF6断路器含水量超标的分析及其处理方法的讨论.高压电器，1991，No.4。
[4] 张现清，SF6断路器的微水含量控制·高压电器，1997。
作者简介
令狐进军，男，1982.01--，太原理工大学学士学位，中级工程师。
[关键词]断路器 微水 大运行模式
中图分类号：TM561.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0334-02
一、 前言
电力高压断路器用来断开和连通正常情况下高压电网中的电流，当系统发生故障时，通过继电保护装置及自动装置判别断开相应断路器，迅速切断故障电流，防止事故扩大，保证系统的安全运行。断路器作为设备运行管理的重点，其运行状态始终处于运行人员严密监视下。在其各项监控指标中，微水含量属于关注度较小但对设备安全运行影响很大的指标，但各级运行主管单位长期以来对于断路器微水含量的监视缺乏足够重视，考虑到其对设备安全运行存在的影响，加强断路器微水的监测和控制就显得特别重要。本文主要讨论断路器微水含量超标所带来的危害以及在新的运行模式中如何开展相关监控的问题。
二、 微水对SF6断路器性能的危害
目前山西电网共有16座500千伏变电站、3座500千伏开闭站，站内断路器都是以SF6气体为灭弧、绝缘介质。该型断路器具有开断能力强、运行寿命长、稳定性高等特点。微水含量合格对于该型断路器的安全稳定运行具有非常重要的意义。
SF6化学性质非常稳定，无毒、不燃、微溶于水，具有良好的电气绝缘性能和灭弧性能。耐电强度为相同压力下氮气的两倍多，灭弧能力约是空气的100倍，优于空气和油的高压绝缘介质，广泛的应用在各个工业生产领域，特别是电力系统变电一次设备中。
一般情况下，SF6气体分子式结构非常稳固。当线路事故跳闸过程中，500千伏断路器会开断高达2-3kA的故障电流，瞬间产生的电弧及高温会分解SF6气体。如果气体纯度较高时，分解物会随着电弧熄灭重新结合为SF6气体。如果气体中含有水分等杂质超标，那么分解物会有如图1所示的反应：
SF6气体分解后产生四氟化硫和四氧氟化硫两种物质，它们化学性质不稳定，极易与水、氧气化合为氟化亚硫酰，二氟化硫酰，氢氟酸，二氧化硫等物质。四氟化硫遇水后转化成氢氟酸，二氧化硫遇水后转化成硫酸，这两种强酸性物质会对金属部件产生严重的腐蚀，通过破坏内部的绝缘性能和损害内部金属零部件机械性能影响断路器开断能力。同时如果SF6气体中含有大量水分时，当外界气温下降至水蒸汽的露点，水分会结露粘附在断路器零部件表面，破坏绝缘导致内部放电事故。从上述中可以发现断路器内部微水超标有极大的安全隐患，监控人员必须严密监控微水含量。
三、 “大运行”模式下的监控员预控措施
随着国家电网公司“三集五大”体系的全面建设，各级电力调度控制中心开始“大运行”管理模式，启动了全新生产业务——变电设备监控与控制。通过收回500千伏变电站（开闭所）监控权，使电网内500千伏变电站（开闭所）真正实现无人值守、集中监控的运行模式。管理方式的转变促使旧有监控运行业务的改革。作为断路器运行状态的重要监控项目，微水监控也要摒弃传统方法，适应新的形势。通过多年的运行实践，本人认为可以从以下几个方面进行预控，保证断路器的运行状态。
1. 严把新设备启动
新设备启运前，监控人员应会同其他验收人员深入断路器生产、安装各环节，审查性能指标合格情况。针对上文中问题原因严格要求装配工艺，保证安装过程的预控措施到位；
（1）在进行SF6充气前，应检测气体合格后方可使用；
（2）保证零部件内部充分干燥，应严格按下表（表3）中的时间表操作。
完成各部件的干燥处理后，立刻密封包装，组装现场中未组装的部件也应密封保存；采用渗透率较低的密封部件，加强各密封面的工艺质量管理，保证密封良好。
（3）严格工艺的标准。严格把关装配工艺，保证快速合格；优化工艺流程，在进行断路器装配工作时，可以通过改良工艺流程加快装配速度，比如：用整体烘干取代零散烘干，将灭弧室等设备装配完毕后烘干，要比逐个零件分别烘干后再组装效果要好，同时节省时间。
（4）现场的组装应利用高温、干燥的天气，装配完毕后抽真空处理，然后立即充入高纯氮气。
（5）在断路器内合理配置吸附剂
吸附剂的工作原理有两种，分为动吸附和静吸附。动吸附通过断路器内部结构形成的压力差强行推动气体经过吸附剂。静吸附通过气体自身物理特性，经过扩散流经吸附剂。动吸附一般设置在灭弧室中，静吸附相对来说位置设置灵活，传统上将两种方式结合使用。
当监控人员在组装现场验收时，除了把关吸附剂是否配置，还要询问厂家人员配置方式是否合理、有效。
2. 加强站内检修作业的把控
监控人员要加强管控现场进行计划检修作业。在有人值守的变电站，遇有现场检修工作，运行人员与工作负责人共同检查安全措施，明确工作中危险点。“大运行”模式下，监控员无法进行现场实际把控，必须通过电话明确相应要求。具体到断路器内部检修工作，涉及到微水方面的工作有：
（1）进行更换断路器吸附剂工作
要求现场检修人员必须快速准确，减少滞留在空气中时间，同时要求在进行该项工作时，工作开始及工作完毕都及时汇报，便于监控人员把握工作时长。
（2）SF6气体补气的工作
断路器自身的漏气以及进行气体检测中损失的气体，都要通过充入新的气体补充。监控人员首先要与现场运维人员明确：补气工作应选择检测合格的气体；其次要询问现场天气情况，尽量在环境温度较高、相对湿度较低的晴朗天气下进行，如果现场湿度较大，不允许工作进行。
（3）断路器微水含量超标后的处理
按照现场实际情况，发现断路器微水含量超标后，应立即停电转检修处理（见图3）：
首先，回收断路器内的SF6气体，做好防泄露的措施；其次，充入氮气进行冲洗；然后抽真空后再次充入氮气，静止24小时后监测湿度，不合格则重新进行上述操作，如果合格，则进入下步流程；最后监测合格后，继续抽真空，将合格SF6气体充入，并检测湿度是否合格。如不合格则重新开始第一步。
处理过程中，监控人员应该跟踪消缺进度，掌握整个工作流程，保证气体湿度合格。
四 结束语
山西省作为能源大省，在环境保护日益重要的今天，通过电力系统将丰富的煤炭资源转变为清洁高效的电力具有十分重要的意义。在“十二五”期间的电力规划中，山西省将新建三座特高压变电站，构成全国特高压电网的骨干网架。面对电网规模的高速发展，山西省调度控制中心将承担更多的安全压力，监控员作为第一线的安全责任人，必须掌握设备的运行状况。针对SF6断路器的微水管理是变电运行的重要项目，对提高断路器运行可靠性，保证电网的安全运行有十分重大的意义。随着“大运行”体系的不断推进，监控员逐渐远离变电设备现场，对于设备监控的要求更高。山西省调控中心需要不断革新断路器微水监控的技术手段，加强对微水的研究，制定合理的监控、消缺流程，保证山西电网内断路器运行状态稳定可靠。
参考文献
[1] 候慧娥，SF6气体中含水量问题的研究·高压电器，1993，No.5。
[2] 曹子寿，对SF6电器水分管理的一点看法·高压电器，1994，No.1。
[3] 刘文浩，SF6断路器含水量超标的分析及其处理方法的讨论.高压电器，1991，No.4。
[4] 张现清，SF6断路器的微水含量控制·高压电器，1997。
作者简介
令狐进军，男，1982.01--，太原理工大学学士学位，中级工程师。