前言
SF6广泛用于电力系统一次电气设备，如果电气设备出现故障，电网的的安全性、稳定性和可靠性将受到严重威胁。只有了解SF6各种电气设备的放电类型和特点，才能及时准确地判读SF6电气设备内部故障类型及故障部位，才能确定是否能够继续跟踪监测或在停电检测处理，以确保设备运行安全。
一、SF6气体物化特性分析
1.1物理特性分析
SF6的实际分子直径可达4.77A，纯SF6气体在水中不溶，无害无毒，无色不易燃烧。当SF6熔点低于50.8℃时，临界压力为3.85kpa，SF6临界温度为45.6℃。此外，SF6气体具有良好的负电荷特性，因此经常用于关闭和隔离电弧。在压力为101.3MPa的稳定电场环境中，SF6气体能够承受2.5倍以上的氮气压力，成为目前理想的绝缘介质之一。
1.2化学特性分析
硫和氟原子共同构成SF6分子。该分子为一个正八面体，硫原子处于该八面体的核心位置，氟原子则分别位于不同的六个角上，分子量达146。一般气体处于非常稳定的状态，不受其他反应的影响。但是，当环境温度迅速上升到500℃时，SF6气体开始缓慢分解，而当环境温度超过700℃时，分子会分解并与水分子和环境中的气体等元素混合。
二、SF6电气设备放电的故障类型
2.1放电中的软故障
SF6软故障通常是长期操作造成的，而且是较为长期的故障类型。在排放过程中，排放通道被清除，电气绝缘恢复。在正常情况下，会出现诸如成功关闭平衡块或绝缘电阻一致性等现象。放电通道通常是SF6气体的固体和气体绝缘通道，因此在发生故障时，放电通道中的气体通常会消失，这有助于检测故障，但长期不修复可能导致故障发生。
2.2放电中的硬故障
SF6放电期间发生的硬件故障通常是不可恢复的故障类型。如果发射通道不能及时修复，故障的影响会更严重。如果运行过程中绝缘电阻未闭合或不符合标准，则释压通道中的绝缘不稳定。因此，SF6倾弃场的实际故障可能对整个系统产生严重影响，并对设备的运行构成严重威胁。但是，总的来说，尽管严重的硬件故障大多是长期性的，可以在放电过程中得到有效控制，以确保设备的安全和整个系统的稳定性。
三、SF6电气设备故障检测方法
3.1不同产物检测方法分析
一般来说，电化学方法、比色法、色谱和红外光谱法可以有效地检测SF6气体分解物。与一些不同的检测方法相比，动态离子法和电离法的检测结果稳定性差，检测灵敏度低，难以有效检测潜在的内部故障，但红外法和色谱法灵敏度高，检测稳定性更好。但是，SF6电气设备早期故障范围小，内部温差变化不大，SF6气体密度值高，气体流动性能差，从设备内部的数值看，排气口约有50毫升的死体积。因此，如果只是从排气口进行检测，实际的测量结果会比气体室中的浓度低，检测效果会更差，容易导致错误判断。流量法是现场应用中检测SF6电气设备分解物的常用方法。色度学检测灵敏度低的人，不能迅速有效地检测潜在的故障。电化学检测方法具有高检测灵敏度、良好的稳定性、快速的反应速度和少的气体消耗，能很好地检测设备的潜在故障。
3.2检测周期分析
流量法在检测电气设备的分解物时操作方便，耗气量低，所以在设备正常运转时基本可以检测出来。由于各种便利性，该方法目前广泛应用于设备维护。但是，基于该方法的电压电平器件的实际检测周期不同。对于电压等级低于35kV的设备，通常每半年测试一次新设备，必要时每2-3年测试一次。对于电压等级为110-220千伏的设备，新运行的设备需要每半年测试一次，然后每1~2年或根据需要进行测试。对电压等级为330~750千伏的设备，新设备必须在运行的头三个月进行测试，然后每年或必要时进行测试。需要注意的是，设备附近的区域发生短路故障，断路器跳闸，受到过大电压的冲击，设备异常时，需要检查情况。
3.3分解产物特性分析
SF6气载热固性环氧树脂等绝缘材料在相关电气设备中的分解温度高，且故障前期能量也不高，因此得到的产品浓度小。另外，由于预防试验的周期往往很长，需要检测设备的内部故障，即严格控制设备中各种物质的浓度。例如，通常断路器中的二氧化硫气体和SOF2气体的含量不得超过2ul/L，硫化氢气体的含量不得超过1ul/L；在其他设备方面，二氧化硫气体和SOF2气体的含量不得超过1ul/L，硫化氢气体的含量不得超过0.5ul/L等。实际上，每个测试都必须在上次故障后的两周内进行。
3.4数学性的检测方法
SF6电气设备放电过程中的数学故障检测是一种独特的方法。在运行过程中，有关检查员将使用先进的理论和数学工具测试填埋场的SF6电气数据。最常用的方法通常包括基于概率统计、小波变换、模型识别，尽管在查明SF6电气设备的放电缺陷方面取得了进展，但仍存在不确定性。例如，使用波变换方法时，分析结果不明确，并且很难建立波函数，从而导致检测结果中出现错误。例如，当使用神经网络方法时，很容易获得大型、非常小的局部样本，并且收敛缓慢，这也可能导致检测结果错误。
四、SF6电气设备放电故障判断方法
4.1关注值
关注值是SF6电气设备运行的相对安全标准，可以缩短正常检测周期并监控运行。SF6电气设备使用的SF6排放量主要包括新鲜气体和再循环气体。SF6新鲜气体是气体制造商生产的SF6气体。SO2和H2S、CO、HF几乎没有任何特性元素，但大多数含有CF4、SO2、S02F2、S20F10、CO2等其他特性元素，而气体体积分数相对较低。对于这种SF6气体，应严格遵守国家标准，进行使用前比例抽样测试，并将测试数据用作电气设备SF6气体组成的基本数据。SF6回收气体有两种:SF6气体，它被回收并用于操作设备的一般维修，通常不经过处理或只经过处理。此类气体在进入SF6电气设备之前必须经过严格测试，气体成分测试数据用作基线数据；另一种是由有缺陷的填埋设备回收和修理的SR气体，只有经有关制造商处理后才能再利用。
4.2故障值
故障值是SF6电气设备的标准，这些设备在运行过程中需要密切监视，并可在维护条件下进行维修。SF6电气设备的排放通道形成时，排放位置、排放所涉及的绝缘类型和排放通道类型可以通过组合特征元件的体积分数来确定。以上对电气设备SF6放电故障类型的分析表明，当作为SF6放电故障特征的二氧化硫和H2S容积部分达到故障值时，它们不会对设备的安全运行构成直接威胁，但关键是确定放电故障的类型，然后确定应采取的处理措施。
结束语
总之，就SF6而言，定期测试SF6气体有助于确定设备是否有故障。目前，这种方法取得了重大进展，在测试的效率和准确性方面具有很大的优势。但是，实际检测中仍存在一些干扰因素，在一定程度上影响了检测结果。因此，今后需要进一步研究，以改进和优化相关的检测方法。
参考文献：
[1]杨韧，汪金星，雷永乾，等.红外光谱法在SF6电气设备硅绝缘受损潜伏性故障诊断中的应用[J].分析测试学报，2016，35（8）：1058-1061.
