浅谈GIS设备微水超标处理
摘要：GIS设备微水超标可能在设备内部产生凝露，或发生沿面放电；并有可能在电弧作用下与SF6气体分解过程中产生反应，产生有毒性和腐蚀性物质，降低绝缘强度或引起设备绝缘事故。因此加大SF6气体中微量水分的分析、检测、控制成为了首要研究内容。设备内SF6气体微水超标与设备安装、设备检修、设备补气、设备质量、吸附剂等因素有关，通过对这些因素具体分析，探讨GIS设备SF6气体微水超标原因，为控制GIS设备微水以及处理提供技术指导。 关键词：GIS设备；微水；超标 引言
GIS（Gas Insulated Switchgear）是一种封闭的组合电气设备，该设备是把整个变电站的设备（断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等），除变压器外，全部封闭在一个接地的金属壳内，使得GIS设备内部绝缘间距离缩小，单纯的空气无法满足设备内部间绝缘要求，因此，需要在壳内充以表压0.4~0.7MPa的SF6气体来进行绝缘和灭弧。由于GIS设备自身具有较高的可靠性以及安全性，占地面积较小，非常适合大城市和工业密集区变电站的建设。实际上GIS设备密封性不可能保持绝对良好，且设备内部SF6气体虽有一部分压力，但设备内外部水蒸气分压悬殊，所以外部的水汽分子有可能透过设备密封不严的部分进入设备内部。SF6气体在常温下非常稳定，如果气体微水含量超标，在电弧或电晕作用下SF6与水分发生反应，产生剧毒腐蚀性物，易影响设备绝缘，造成设备事故，剧毒强腐蚀也会影响人身安全。因此严格控制微水含量极其重要，对设备制造及安装质量、设备检修严格把控，制定规范的SF6气体处理流程，SF6气体检测和试验规范化，控制气体微水含量以保证人身设备安全。 1、SF6微水超标原因分析 1.1绝缘件带入水分
设备气室内壁、盆式绝缘子及支持绝缘子等多使用环氧树脂材料，气室解体检修时，水分吸附在环氧树脂上，对这些水分采用短时抽真空很难全部排除，影响气体微水含量。设备安装与设备检修中，暴露的设备零部件易带入水分。 1.2补充SF6气体时带入水分
SF6气体在高压的状态下，以液体形态存于补气瓶内，当进行设备补气时，液体转化气体使补气管道接头表面附着大量水分；补气管道在充气前未清洗干净，导致 SF6气体不纯，这些水分会通过补气带入设备。补气所用新气本身含有水分，也不可避免将水分带入设备。 1.3吸附剂带入水分
气室内部的吸附剂吸附气室内的水分，吸附剂使用时间过长，吸收水分会出现饱和现象；安装吸附剂前，未对吸附剂彻底干燥，吸附剂含有水分；吸附剂使用时间过长，吸附剂性能老化，未及时更换吸附剂等。以上因素都会导致吸附剂将水分带入设备内，影响SF6气体微水含量。 1.4透过密封圈渗入水分
设备质量问题，导致密封不良、接头松动，造成设备密封不严漏气，在内外压差作用下，大气中的水蒸气通过漏气点渗入设备，随着时间的推移，渗入的水分会逐渐增多。设备检修过程中密封圈损坏较常见，密封圈使用时间过长，材料老化，也会导致密封不良，这些因素都会导致水分渗入气室内。 1.5设备的泄漏点渗入水分
SF6高压设备本身就是一个气体承压容器，若零部件加工制造存在潜在缺陷会导致充气口、气体管路接头、密封法兰盖板、铝铸件壳体砂孔和焊接壳体焊缝等部位隐藏泄漏点，设备运行过程中这也是水分渗入高压设备内部的通道。空气中水蒸气逐渐渗透到设备内部是一个长期持续缓慢的过程，时间越长，渗入的水分就越多。
1.6设备制造工艺不规范
生产厂家在GIS设备制造过程中，未严格进行干燥处理或处理时间不够，设备制造后未充氮保护等，可能导致设备材料中残留有少量水分。 1.7抽真空工艺不规范
设备在工厂制造、现场安装或检修过程中，抽真空时间不够，抽真空负压不合格，抽真空或冲洗次数不足等各种不规范的工艺，都会导致设备内部的微水含量较大。
2、GIS设备微水超标控制与处理 2.1 SF6微水含量监测
国内部分GIS设备采用SF6微水含量在线监测，对运行设备抽取气体，然后通过微水仪检测样本气体微水含量。微水仪可以在0~100%RH相对湿度范围内进行全程检测，且检测结果精确，需提取样本，增加了样本气体与外界的接触。也有研究者提出在线监测的方法以湿度理论为基础，监测SF6气体的相对湿度、温度和压力，这三个特征量作为监测气体的数据，并通过数据分析融合可以更全面、更精确反应SF6气体微水含量的变化。
目前，国内SF6微水含量在线监测未强制实施，部分GIS设备没有安装SF6微水含量在线监测系统，这就需要严格按照预防性试验规程定期进行SF6微水测试。
2.2 SF6微水超标控制
（1）设备安装控制。安装与检修设备选择在空气湿度低的天气进行；对设备内部零件干燥、烘干，并抽真空处理，减少零件与空气接触时间，降低零件表面水分；清洗设备采用酒精等易挥发类物质，降低设备内表面的水分。
（2）设备补充气体控制。补充 SF6前，选择合格的气体，严格控制气体的纯度、微水含量；选择长度较短、密封性较好、承受压力强的管道补充气；定期使用酒精清洗维护充气管的接头与设备的逆止阀。
（3）吸附剂质量控制。设备运行中，吸附剂是处理设备内部微水的重要工具。新设备安装以及设备检修时，安装吸附剂前应干燥烘干处理，并密封保存，减少吸附剂与空气接触时间，防止吸附剂吸收空气中水分。
（4）密封零件质量控制。检查设备的密封零件，严格保证质量。把控设备的密封接触面的工艺，按要求紧固法兰螺丝、更换密封圈等提高设备接头、法兰密封性，。
（5）加强运行中SF6气体检漏。高压设备在运行中，当发现压力表在同一温度下前后两次读数的差值达到0.01～0.03 MPa时应对其气隔全面检漏，找出漏点消除隐患。
2.3 SF6微水超标处理
尽管前期预防措施控制到位，难免电气设备在运行过程中也会发现某个气室SF6气体水分超标，这时也应参照前面所述水分超标的可能因素及时分析查找和确认原因，并做好应急预案处理。
（1）外部原因处理。首先关闭和拆卸与水分超标气室连接的取样气体管路等，
将连接管路的阀门、接头等连接部件置于80℃的烤箱中烘干3h，抽真空前再用含水量≤25μL/L高纯氮气吹20min，保证气体管路的干燥；同时将抽真空后的气体管路接入麦氏真空计用以监测真空度，在对气室充入氮气的同时，对设备壳体和密封面进行检漏，检查是否有漏点；若有漏点必须对其进行修补或更换。
（2）内部原因处理。一是，可利用吸附剂处理水分，对不合格的吸附剂进行更换。二是，考虑到内部绝缘件受潮及内部附着水分，对设备进行24h的长时间抽真空，并保持133Pa的较低真空度，然后充入含水量≤25μL/L的高纯氮气至产品额定压力下进行检测，此过程可反复进行。 3结语
GIS设备内部的SF6气体微水超标问题，会对设备元件造成不利影响，影响设备使用性能，在日常的设备运转过程中，运维人员应当对其进行定期的微量水含量检测，以确定设备SF6气体是否存在微水超标的情况，若微水超标，则采取更换吸附剂、更换或干燥外部元件、SF6气体干燥处理等方式降低微量水含量。 参考文献：
[1]贾志辉，蒋曦，王伟，刘东亮.220kV组合电器SF6微水超标原因分析及处理[J].河北电力技术.2017（02）
[2]SF6电气设备中气体微水含量超标原因分析及处理[J].钟卫良.电网技术.2006（S1）
[3]冯颖姣，沈建位，黄晓霞，吕晓蓉，方增.GIS气室SF6气体微水密度在线监测实用技术[J].电工技术.2015（04）