动态离子对SF6 气体杂质总含量及污染情况检测结果表明:
1)1 母线#1#2 气室均无杂质污染;
2)甲乙一线断路器,1 号主变下位 CT,1 号主变断路器气室,丙甲一线断路器低度污染;
3)甲乙一线上位 CT,1 号主变上位CT,丙甲一线下位 CT 气室中度污染;
4)甲乙一线下位 CT(故障后),丙甲一线上位CT 气室高度污染。解体检修时发现,丙甲一线上位CT 气室(未发生故障)断路器侧绝缘盆子上附着少量黑色粉末物,电连接变黑,该气室已处在将要发生事故的临界状态。
黑色固体粉末成分为Ag2S,故障后黑色固体粉末主要成分为硫化银、碳等。
2 故障原因分析、腐蚀机理与验证
2.1 故障原因分析
平高CT 互感器气室与母线刀闸气室相通(CT 内置),在该气室内触头、绝缘子、电连接、基座等处均采用镀银工艺(Ag),其电连接杆采用铝合金材料(AL),SF6气体中含有元素S。SF6在常温常压下具有高稳定性[3],只有在有局放、电晕放电、电弧放电等情况下,才可能分解形成化学性质不稳定的具腐蚀性的硫化物,进而最终与SF6气室中镀银件形成硫化银。
常规CT 气室中使用的化工材料如化学脂、漆包线、聚脂薄膜(或绝缘纸)、酚醛层压板等均不应含腐蚀性硫,与平高厂沟通后确认在CT 气室内还使用了2张硫化橡胶板(又名无油橡胶、丁腈橡胶)。最终确定CT 气室中的腐蚀性硫应来自于橡胶板中未胶链好的硫磺。
2.2 腐蚀性硫化银形成机理
CT 气室中主要金属材料除了有镀银件外,还有铝合金导电杆及其他金属成分,当气室中所有镀银层全部被腐蚀并饱和后,其他金属成分会进一步腐蚀。银可与很微量的硫离子或硫化氢气体,发生下列化学反应:
2Ag++S2--→Ag2S(黑色产物)
产生灰黑色硫化银,随着反应加剧,硫化银增多增厚,银表面颜色便逐步由白变黄变灰最后变黑。
2.3 机理验证
针对2006-2007 年间投产的平高生产的LW105—252W 同型号GIS 设备,进行监督排查。结果发现220kv220kv 丙站丙午二线下位 CT 气室高度污染,解体检修时发现,其下位 CT 气室(未发生故障)断路器侧绝缘盆子上附着少量黑色粉Ag2S 末物,电连接变黑,该气室已处在将要发生事故的临界状态。
3 结论与建议
220 kV GIS CT 气室在运行1 年后频繁闪络故障是由于使用了丁腈橡胶板而引起。建议使用电工绝缘纸板代替丁腈橡胶板,并对运行设备的CT 气室进行SF6 分解气体产物试验,并对设备检修后运行情况进行跟踪。
(1)带电检测故障气室的SO2,H2S 气体的含量。
(2)在故障气室的SO2,H2S 气体的含量,不严重超标的情况下,带电检测故障气室SF6 气体的污染物含量。
(3)根据以上两项的检测数据分析,可以引进专用气相色谱技术进行进一步故障诊断及处理。SF6 气体设备运行中,由于载流体接触不良、绝缘老化等原因,会出现过热、局部放电等故障。便便携式SF6 专用气相色谱仪可快速、准确、可靠地进行在线气体样品分析,通过检测SF6 分解物总量及SO2、H2S、CO、CO2 、HF 等特征气体含量,判断内部故障的性质及准确的故障定位。
参考文献
[1] 梁之林,时朱大铭, 张英杰, 等. 两起GIS 组合电器事故原因分析及建议[J]. 电力设备, 2007(7):68-70.
[2] IEC 60480-2004, Guidelines for the Checking and Treatment of Sulfur Hexafluoride (SF6) Taken from Electrical Equipment and Specification for Its Re-use[S].
[3] 张晓星, 姚尧, 唐炬, 等. SF6 放电分解气体组分分析的现状和发展[J]. 高电压技术,2008(4): 37-42,120.
来源:电力系统保护与控制