GIS设备中气体分解影响因素分析

康宁 于文海 王飞

摘要：研究SF6气体分析的基础知识，了解如何分解SF6气体，是设备维护和安全操作的良好指南，本文分析了影响因素与气体分解的相应特征和初始效应，定量定性的关系是更好地理解SF6气体分解的基础。

关键词：SF6气体;GIS设备;电流强度

引言

纯SF6气体是一种无色、无味、无毒、不燃的气体，具有较高的耐电性和较强的灭弧性能，因此广泛应用于GIS等电气设备中。GIS等电子设备在生产、安装和运行过程中可能会出现各种问题，可能产生废气（电弧排放、火花排放、电晕排放或部分排放）和潮热，导致SF6气体的复杂分解，导致产生各种类型的有毒气体，特别是SF4、SOF2、 、 、 、 、 HF和CF4等，降低设备的绝缘性，对工人构成危险。因此，研究GIS在不同类型排放和过热之间的分解过程、衰减速率、分解产物和SF6气体的相关含量，以及了解如何分解SF6气体，是设备维护和安全的重要指导。

1电流强度

在电弧放电中，随着电流的增加， + 的产量增长很快，而 的含量增长非常缓慢，目前 的产量几乎是独立的。一些国内科学家也得到了类似的实验结果，他们认为在引弧过程中， 和 的含量随着电弧电流的增加而不断增加。在直流电晕释放过程中， + 、 的含量在0～4μA的电流范围内迅速增加。当I≥10μA时，随着电流的增加， 、 增加， 的含量略有减少，而 与电流强度无关。在50Hz交流电晕释放中，输出功率为一定值时， 与电流变化无关，而 随电流增加而增加。在I≥20μA时， 与电流强度无关。由于湿度和 含量不同等多种原因，交流和直流电晕的效果并不相同，电晕提取产品的转化与电弧提取的产品有很大不同，这可能与提取强度有关，目前，很难把握分解物产量和电流强度之间的关系。

2 气压

高压断路器 为单压，气压约0.7MPa。GIS的某些部件上的压力，除断路器外，通常不超过0.45MPa。实验室材料中的总气压为100～400kPa，小于现场材料中的气压。在研究萃取过程时研究了空气的影响，认为 和 的含量与风能/气压有关，而 和 的产生量与气压无关，这一点与直流电晕放电实验得到的测试结果是一致的。 的产生量与 压力无关， 的含量与功率/压力有关。气体分解产物实验结果的稳定性可归因于火花和电晕排放形式的低能量排放。在引弧中， + 的含量随着气体压力的增加而略有增加， 的产生几乎与气压无关，其他气体分解产物尚无相关研究。

3水分含量

GIS设备中的水分是由于以下原因造成的：

1）G1S设备在生产、运输、安装、维修过程中可能会接触到水分，水分会进入设备内部;

2）绝缘GIS设备的部件有0.1～0.5ppmv的水分，在运行过程中缓慢释放到外界;

3）GIS设备上的吸附剂本身含有水分;

4） 气体含有水分，但与新气体一样，必须经过干燥处理以保持一定的水分， 中发现的气体含水量高。研究表明，气体的含水量在很大程度上取决于环境温度。

气体中的水含量对电弧分解产物的形成和含量有显着影响。由于存在水分和 等污杂质，提取完成后SF6气体回收过程困难，产生 、 、 、 等气体产物，水分对于在产品中产生稳定的气体至关重要。水参与的一般公式如下：

在放电区，水分子分解成O和OH，OH与低氟含量的硫化物反应形成稳定的气体产物，如 和 ，它们在放电区中分解并继续与水反应较少。 和HF会溶解在电极表面或绝缘层中，与水反应形成强酸，腐蚀固体表面。例如，HF会损坏金属并影响设备性能，为了更好地了解水的有效性，科学家们研究了在不同排放条件下包含各种液体的主要气体产品。

直流电晕排放：随着含水量的增加， 、 、 和HF增加， 产量减少; 产量随着供水量的增加而减少。交流电晕50Hz放电：当含水量超过一定量时， 的产生量与含水量无关，而 随着湿度的增加而略有增加。

局部放电：水分不影响 + 的产生量。

电弧放电：水分不影响 + 和 的产生， 的含量随着初始含水量的增加而增加。

基于以上发现，可以得出结论，水分初始含量可能会影响某些气体产物的形成;适量的水分会导致杂质气体的形成;随着一定能量的放电，多余的水分不影响气体分解产物的形成。

结语

迄今为止，在SF6气体分解产物的生产中提取能量、水分和 O2 方面取得了一些進展。 最初了解水分、 和硫氧化物的作用机理，以及能量提取与气体分解产物形成之间的平衡关系，水分含量、 含量与气体产物组成之间没有太大的相关性。了解从 气体分解产物中提取能量、水分和氧气的作用，将有助于全面了解 气体分解产物在放电或加热失效时的过程，为深入研究 气体分解过程奠定基础。

参考文献

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