湿度对击穿电压的影响(水分对SF6开关性能的影响)

Posted 2023-06-01

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湿度对击穿电压的影响(水分对SF6开关性能的影响)

水分对SF6开关性能的影响主要表现在对产品绝缘性能和对零部件的腐蚀作用两个方面。

1、水分对绝缘性能的影响

粗略地讲，当水分不足以在绝缘物表面产生凝露时，即水分压低于下表数值时，产品的绝缘性能一般不受影响，在 0℃ 及以下水分达到饱和气压时，在绝缘件表面会覆盖冰霜。因冰霜是绝缘体，也不影响产品的绝缘性能。

水蒸气饱和参数

只是当水分在绝缘件表面产生凝露时，绝缘性能会显著下降，如下图所示

绝缘件表面闪络电压与水分、温度的关系

但是，问题并不这么简单。从下图所示曲线来看，当相对湿度为 30% 时，尽管未产生露珠，绝缘子表面闪络电压已开始下降，这是国外某公司的研究成果。尤其是运行中的开关，绝缘件表面覆盖有 SF6 电弧分解物，在气体中含水分很少时，这些分解物是绝缘的。因此 SF6 断路器在完成短路开断试验后，只要内部气体未受潮，一般都能耐受住产品规定的高压试验；但是，当 SF6 气体含水分较多时，受潮的固体分解物呈半导体特性，使绝缘子表面绝缘电阻下降，可能导致高压击穿。根据过去的工作经验，在阴雨天检修开断试验的产品时，由于绝缘件表面的 SF6 分解物未清擦干净，受大气中潮气的影响，在断流容量试验时的工频恢复电压作用下，绝缘子表面闪络多次，即使不产生沿面贯通性闪络，也可能因表面绝缘能力下降而在两端电极附近产生局部放电，时间长了也会导致贯通性闪络，而此时在绝缘件表面并不存在水珠。

绝缘件表面有潮气时工频闪络电压与水分相对湿度的关系

2、水分对开关零部件的腐蚀作用

在电弧电流过零之后这些SF6在电弧作用下产生的正、负离子很快复合成负电性的 SF6 ，使开关断口间的介电强度迅速恢复。但是，水分的存在，对 SF6 电弧分解物的复合阻碍作用。根据水分的含量不同会产生不同量的HF及 H2SO4。

而HF 及 H2SO4 的产生，会对某些金属件或绝缘件产生腐蚀作用。经短路开断试验后，解体产品发现，铜及镀锌层有变色现象，尤其是在触头附近可能接触高温气体的部位，变色现象能经常见到；填充石英砂的环氧树脂浇注件表面可见小米大小的腐蚀砂眼；环氧玻璃丝管（棒）表面可见灰黑色的腐蚀层。对于开关设计使用较多的铝板、脱锌铸铝件、铸铁、不锈钢、环氧树脂及填充Al2O3 的环氧树脂浇注件、聚四氟乙烯及氧化铝陶瓷等无腐蚀作用。值得强调的是，水分的存在会加重上述腐蚀作用。