氣溫對 SF6氣體濕度的測試結果的影響及對策

1 前言

六氟化硫（SF6）氣體以其優異的電氣性能和穩定的化學性質，已迅速在我國各種電壓等級的設備中得到廣泛應用。隨之，對 SF6 電氣設備中氣體質量的監督日益得到重視和規范。 SF6 氣體濕度是氣體質量監督的重要指標，它直接關系到氣體的滅弧能力和絕緣性能。同時，氣體濕度過高，易生成酸性化合物，對設備產生化學腐蝕，并增加電弧分解產物和有毒、有害化合物的生成。因此，對于 SF6 氣體中的濕度必須進行檢測和控制，以作為判斷氣體質量以及設備交接驗收與運行監督的重要依據。

然而，在 SF6 氣體濕度的測試工作中，大家都能感覺到溫度對 SF6 氣體濕度的影響；但這種影響究竟有多大，它對監督設備安全運行將會有怎樣的危害等問題并不一定十分清楚。因此，分析溫度與 SF6 氣體濕度以及設備絕緣之間的聯系，以便在測試工作中最大限度消除溫度的影響就顯得很有必要。

2 溫度與 SF6 氣體濕度的關系

為了能定量反映溫度對 SF6氣體濕度的影響，特對一臺已退出運行的 SF6開關（型號為 LW8-35）進行了一項實驗。將該開關置于室內，在不同的環境溫度下測得開關內的 SF6氣體濕度如表 1 所示。從表 1 中可知，當環境溫度從 22.3℃增至 31.3℃時，盡管溫升僅為 9℃， SF6 氣體濕度（體積分數，下同）卻從 52.0*10-6 增至 91.0*10-6，增幅達 75%。實驗結果顯示，溫度對 SF6氣體濕度的影響之大出乎一般人的意料。

SF6 氣體濕度受溫度影響如此之大的現象可以作這樣解釋：①設備內部的固體絕緣材料和器壁都會含有微量水分，隨著溫度的升高，滲透在這些材料內的水分會慢慢釋放出來，使 SF6 氣體中的水蒸氣增多；反之亦然。②設備內很大一部分水分是被吸附在吸附劑中，溫度的變化會使吸附劑的吸附能力也發生變化，從而出現溫度升高時水分從吸附劑中向 SF6氣體中轉移、溫度下降時水分又從 SF6氣體中向吸附劑中轉移的現象。

表 1 同一臺開關不同溫度下的 SF6氣體濕度

環境溫度℃	22.3	23.6	24.2	25.2	26.6
SF₆氣體濕度 10^?6	52.0	57.8	58.3	61.8	66.9
環境溫度℃	27.6	28.5	29.4	30.4	31.3
SF₆氣體濕度 10^?6	73.0	79.3	82.9	86.5	91.0

3 氣溫對測試工作的影響

事實已證明，與一般的油質試驗不同，溫度對 SF6氣體濕度的影響是不能忽略的。所以, 行標 DL/T596-1996 中在 SF6氣體濕度指標的同時也對該項試驗的影響問題至盡尚未找到合適的校正方法，而且，大多數現場測試工作又不可能恰好都在 20℃進行，故這一難題至今仍在干擾著現場的測試工作。

例如，某臺開關在 20℃時其 SF6氣體濕度并未超標，但若在氣溫更高時測試就有可能變為超標甚至嚴重超標；反之，另一臺在 20℃時 SF6氣體濕度已超標的開關，若在氣溫下降后再測試，測試結果又可能會降至標準之內。而且，更應引起我們的重視的是水分對 SF6設備運行安全的影響有其特殊性，據有關研究表明，水分對 SF6氣體本身絕緣的影響并不象液體介質那樣明顯，但當溫度降低時，SF6 氣體中的水蒸氣會凝結與固體絕緣表面，這就可能造成沿面閃絡電壓的明顯下降而引起事故。因此，國標 GB/T8905-1996 中特別提出：水和任何酸性雜質混在一起時會在低溫及高氣壓下對設備的電氣安全帶來危害，必須對其嚴加限制以防腐蝕、結露。

由此可見，若不了解氣溫對 SF6氣體濕度的影響以及水分危害設備絕緣的特點，就容易出現本末倒置的現象；在高溫季節進行 SF6氣體濕度試驗，哪怕測定值剛剛超過標準，實際上并不會危及設備的安全時，卻容易引起人們的過分重視而增加一些不必要的處理工作。反之，在低溫季節進行試驗，原本在 20℃時濕度已超標的 SF6氣體此時又可能會變成不超標，這往往就會因測試結果的所謂“正?！倍谏w了設備的安全隱患。

4 采取的對策

綜上所述，行標 DL/T956-1996 中對試驗溫度的規定無疑是非常必要的。但是，目前有關 SF6氣體濕度的各種標準都未給出對溫度的校正方法。雖然也有一些單位提出了一些辦法（如采用溫度校正曲線等），但尚未得到有關部門正式確認，在推廣之前，他人未必會貿然拿來就用。因此，迄今仍無合適方法對氣溫進行修正者，不妨采用以下權宜之計：

a)試驗工作盡可能避免在高溫或低溫下進行。

b)若試驗時氣溫過高，而 SF6 氣體濕度的測定值超標不是很嚴重時，最好能選擇氣溫接近 20℃時（例如在清晨）進行復測，然后再決定是否需要處理（見表 2 中的幾個例子）。

c)氣溫低于 20℃較多時，若 SF6氣體濕度測定值雖未超標但距標準較接近的，同樣也應考慮在 20℃左右時安排復測。

上述方法看似簡單，卻也很管用，因為在實際試驗中 SF6氣體濕度超標的設備畢竟非常少，故因復測增加的工作量不會大。例如，作者所在單位在 2002 年的例行試驗中曾遇到 5臺開關因氣溫過高出現 SF6氣體濕度測定值超標，后又選擇在合適的氣溫下進行復試，測定結果均有很大幅度的下降（見表 2）。

表 2 部分開關在不同氣溫下 SF6濕度測定值

設備名稱	柳城變 1#主變 110kV 開關 A		柳城變 1#主變 110kV 開關 B		柳城變 1#主變 110kV 開關 A		履坦變武坦 3614 開關		東陽變東巍 1625 開關
試驗日期	7.25	11.12	7.25	11.12	7.25	11.12	7.25	11.12	9.17	11.2
氣溫℃	38	20	38	20	39	20	39	21	29	18
SF₆濕度 10^?6	403	259	471	338	470	259	789	375	439	288