SF6断路器检修工艺规程.doc

福建省沙县城关水电有限公司企业标准

SF6断路器检修工艺规程

Q/2CD-1 02 06-

1 主题内容与适用范围

1.1 本规程规定了LW6-110型SF6断路器安装、调整、维护保养等方面的要求。
1.2 本标准适用我公司SF6断路器。

2 引用标准

2.1 我公司SF6断路器使用说明书
2.2 其他有关断路器检修手册

3 SF6断路器概述

利用SF6气体作为灭弧介质的断路器称为SF6断路器
3.1 SF6气体无毒、不可燃、无嗅、无味，具有良好的绝缘性能，在均匀电场下正常气压的SF6气体绝缘强度约为空气的3倍。当压力加到3×105Pa时，其绝缘强度和变压器油接近。SF6气体还具有很强的灭弧能力，SF6气体的灭弧能力比空气高100倍，利用高压SF6气体对弧柱进行强力吹弧时，灭弧能力更好。
SF6气体在电弧作用下的分解：在电弧作用下(4000k),SF6气体的大部分S和F已处于单原子状态。温度高于4000k时则形成离子。这些被分解的气体在电弧熄灭后100μs时间内急速地再结合起来。大部分又变成原来稳定的SF6气体，有极少部分的SF6气体与发弧电极的材料（铜、钨等）和微量残存水反应，同时还可见到少量低氟化硫气体和微粉状的析出物。SF6气体在电弧作用下分解出的气体有HF、SF4、SOF4、SO2F2。其毒性决定于六氟化硫气体的浓度。
3.2 SF6断路器的灭弧装置：
SF6断路器的灭弧装置分为单压式、双压式、旋弧式等。
单压式又可分定开距压气式和变开距压气式两种。定开距压气式灭弧室的特点是开距小、电弧电压低、电弧能量小，对提高开断电流有利，压气室弧区较远。触头间的绝缘强度较高，触头开距可稍小，压气室内气体的利用率不如变开距压气式的。为了保证足够的气吹时间，压气室的总行程需稍大。变开距压气式灭弧室内的气体利用比较充分，全部行程内都能对电弧吹气，绝缘喷嘴易烧损，可能影响弧隙的介质强度。由于开距长，电弧电压高，电弧能量随之增大，对提高开断电流有影响。
双压式灭弧室吹弧能力强，灭弧效果好，开断容量大，与单压式相比不需要较大的操动机构，另外，其固分时间、金属短接时间及全分断时间短，但结构复杂，辅助设备多。
旋弧式灭弧室能自动灭弧，大电流开断容量。开断小电流不易出现截流，过电压低，电弧在圆筒上高速运动，电极烧伤均匀、轻微、电极寿命长。
3.3 SF6断路器的灭弧原理

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电极分开时，灭弧室内将产生电弧。由于SF6气体具有负电的特性，且导热性高，在电流行将过零时弧柱中的离子受到剧烈冷却而迅速复合，在尚有电弧的燃弧区内SF6气体分子吸附电子而形成负离子，因其质量甚大，故而与正离子碰撞、结合的概率大大增多，从而表现为极高的绝缘恢复速度，且不发生截流现象，不会引起有害的过电压。而在SF6断路器灭弧室内，由于特殊的结构，受压的SF6气体将对弧柱进行强力吹弧，从而使电弧迅速熄灭。

4 LW6-110断路器概述

4.1 产品主要用途和适用范围：
LW6-110型SF6断路器系三相交流50Hz的户外高压输变电设备，用以切断额定电流、故障电流或转换线路，可进行三极分闸、合闸及自动重合闸，实现对输变线路的控制和保护。
4.2 使用环境条件：
4.2.1 周围空气温度：-40～+40℃或-30～+40℃
4.2.2 海拔高度：≤1000m
4.2.3 风压≤700Pa9（相当于风速34m/s）
4.2.4 地震条件≤9度地震烈度
4.3 主要规格：
4.3.1 SF6气体额定压力：
SF6气体压力为0.6Mpa（20℃），适用于-30～+40℃
4.3.2 断口有、无并联电容器：
Ⅰ型产品：断口不带并联电容器（我厂使用）
Ⅱ型产品：断口带并联电容器
4.3.3 液压机构与断路器本体的布置方式：
垂直布置方式：液压机构与断路器本体的三极垂直
直线布置方式：液压机构与断路器本体的三极在一直线上
4.3.3 分、合闸操作电源
DC220V或DC110V
4.3.5 油泵电机电源
交流电机AC380V或直流电机DC220V
4.4 主要技术参数：
序号
项 目
单 位
参 数
1
额定电压
KV
110
2
最高电压
KV
126
3
额定频率
Hz
50
4
额定电流
A
3150
5
额定短路开断电流
KA
40
6
额定短路关合电流
KA
100
7
额定失步开断电流
KA
10

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8
近区故障开断电流
KA
28.4
9
额定短路持续时间
S
3
10
1min工频耐受电压（有效值）
KV
250
11
雷电冲击耐受电压（峰值）
KV
550
12
SF6气体零表压时工频耐受电压（5min）
KV
146
13
额定操作顺序
KV
O-0.3s-CO-180s-CO
14
开断时间
ms
≤60
15
断路器操作方式

三级联动
16
断路器机械寿命
次
3000
17
液压机构额定油压（20℃）
MPa
32.6
18
分闸时间
(ms)
≤30
19
合闸时间
(ms)
≤90
20
合—分闸时间
(ms)
65±5
21
全开断时间
(ms)
≤60
22
操作极间同期性
分闸
(ms)
≤3
合闸
(ms)
≤5
23
SF6气体漏气率

≤1%
24
断路器内部SF6气体含水量（ppm）
(ppm)
≤150(安装时)
≤300(运行时)
25
车式断路器总重量（kg）
三极断路器重量
1620
液压柜重量
450
小车重量
746
基座重量
51
支腿重量
216
遮栏重量
86
26
每台SF6气体重量
0.4MPa
(kg)
12
0.6MPa
13
28
10号航空液压油重量
(kg)
30
4.4.2 液压机构的主要技术数据：型号：LW6-110IC
序号
项 目
单 位
参 数
1
额定油压
Mpa
32.6±1.0
2
贮压器预充氮气压力
Mpa
18+1
3
操作电源（DC）
V
220
4
分闸线圈电阻（DC220/110）
Ω
210/74.5
5
分闸线圈电流（DC220/110）
A
1.1/1.5

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6
合闸线圈电阻（DC220/110）
Ω
210/74.5
7
合闸线圈电流（DC220/110）
A
1/1.5
8
控制回路瞬时最大功率
W
250
9
液压柜加热器功率（AC）
W
500/台
10
辅助开关接点总对数
对
30/台
11
辅助开关空位接点对数
对
10/台
12
油泵电机
交流
1.5KW，380V，1410R/min
直流
1.1KW，220V，1500R/min
4.4.3其他有关技术数据：
序号
项 目
单 位
参 数
1
隔离触头分闸开距
mm
≥1100
2
遮栏与带电部分距离
mm
≥1000
3
小车轨道中心距离
mm
2000+5
4
小车行程
mm
～1280
5
小车操作力
N
≤400
4.5 产品结构与工作原理
4.5.1 产品结构
LW6—110型SF6断路器，每台产品由三相断路器本体和一个液压电气控制柜组成，断路器的每个单极分别安装在各自的支架上，三极间采用液压联动操作。断路器的一极为单柱断口，主要由灭弧室、支柱、密度继电器、联接座、主贮压器、工作缸、供排油阀和辅助油箱等部分组成，电气控制柜内装有控制阀（包括分、合闸电磁铁）、油压开关、电动油泵、防震油泵、辅助贮压器、信号缸、辅助开关、三极阀、主油箱及控制面板等元件。控制面板上装有各种控制元件，可实现对断路器的控制和保护。
4.5.2 断路器本体的工作原理
LW6—110型SF6断路器灭弧室为单压式、变开距、双喷吹结构，灭弧室中的动触头由工作缸直接操作，工作缸中的活塞杆通过联接座与支柱内的绝缘操作杆连接起来。操作时带动灭弧室内的压气缸、动触头和弧触头上、下运动，实现合闸和分闸。断路器分闸时，压气缸内的SF6气体被压缩，在灭弧室结构和断路器机械运动特性的配合下，适时向电弧区域喷吹，使电弧很快被冷却和去游离而熄灭，并使断口间的介质强度迅速恢复。断路器合闸时，压气缸内的逆止阀片开启，可加速向压气缸内进气，从而迅速建立起开断的良好压气条件，熄灭电弧。

5 LW6—型SF6断路器现场安装

安装步骤如下：
支架组装
5.1 开包装箱并认清断路器组成部分的标志
5.2 支架安装
5.3 单极安装

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5.4 密度继电器安装
5.5 辅助油箱安装
5.6 液压柜安装及管路的连接
5.7 均压电容器的安装
5.8 电缆的连接
5.9 断路器充SF6气体
5.10 液压系统按照的技术要求安装。

6 产品投运前的技术要求

产品投运前应作以下检查和调整，并应满足说明书的有关规定值。
6.1 断路器按规定充入SF6气体后，按LW6现场检漏方法检漏。
6.2 按LW6现场水份测量方法对断路器内SF6气体含水量进行测量，气体中水分含量不大于150ppm
6.3 检查和调整液压系统有关油压值，应符合下表要求：
项 目
规定值（MPa）
贮压器预充氮气压力（15℃）
18.0+1.0-0.6
油泵启动压力
31.6±1.0↓
油泵停止压力
32.6±1.0↑
合闸闭锁压力
27.8±0.8↓
分闸闭锁压力
25.8±0.7↓
如果测量预压力时环境温度为t℃时，按下式折算：Pt=P15℃+0.9(t-15℃)测量时用手力泵以零压起打压。
6.4 检查密度继电器SF6气体压力降低报警和闭锁功能，数值参见下表：
额定气压（Mpa 20℃）
报 警
闭 锁
0.4
0.32±0.01
0.30±0.01
0.6
0.52±0.015
0.50±0.015
此项检查可在密度继电器上单独进行。
6.5 对断路器用手力泵慢合二次,本体动作应正常。
6.6 液压机构打压至额定油压，在额定操作电压下，对断路器单分、单合各二次。分—0.3S—合分二次，并测量下表所列各项参数，应符合表中规定：
项 目
参 数
分闸时间
≤30m3 ms
合闸时间
≤90m3 ms
分闸同期性
≤3m3 ms
合闸同期性
≤5m3 ms
合—分时间
65±5m3 ms

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6.7 检查断路器电气控制线路
6.7.1 防跳试验
断路器分别处于分、合位置时，分合闸操作信号同时送入，断路器应不产生跳跃且最终处于分闸位置。
6.7.2 油泵打压超时闭锁试验
时间继电器在油泵电机打压超过3—5min时，应能自动切除电动机电源，并给出打压超时信号。

7 检查与处理

7.1 外部检查、清洗
7.2 检查清洗各瓷套
7.3 检查各油管接头及动力单元有无漏油，必要时予以修理
7.4 检查SF6气体压力并补充到额定值
7.5 检查密度继电器的动作压力值（可将密度继电器从支柱上拆下拆后的接头用端盖封好）对密度继电器充、放气，检查第一、第二报警压力是否正确，如发现问题，更换新密度继电器，换下的密度继电器送回制造厂修理
7.6 操作机构检查项目
7.6.1 检查机构内的管路及元件有无渗漏油
7.6.2 主油箱油位应符合规定，必要时补充足量液压油
7.6.3 检查、清理辅助开关接点
7.6.4 检查贮压器预压力
可用手力泵打压，开始油压上升迅速，当压力达到某一值时，油压上升突然缓慢，此时的压力值即为预压力
注意：该压力与温度有关，按Pt=P15℃+0.9(t-15℃)折算
7.6.5 检查油泵启动、停止压力值
7.6.6 检查分闸、合闸闭锁压力值可在压力监视处徐徐放油，这时相应的微动开关给出动作信号。
7.6.7 检查单分、单合操作油压降
7.7 试验操作
将液压机构电源，操作机构电源恢复，打压至额定油压，电动操作断路器应动作正常。
7.8 每五年检查维护
7.8.1 按7.1-7.8中项目进行检查
7.8.2 将液压油全部放出，清理低压油箱和辅助油箱
7.8.3 将低压油箱注满新液压油至规定油位
7.8.4 做排气操作之后，打压至额定油压
7.8.5 操作试验
7.8.5.1 对断路器进行20次单分、单合操作和2次分—0.3S—合分操作
7.8.5.2 用示波器测量断路器各动作时间和极间同期，必要时可测量分合闸速度。

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8 LW6系列SF6断路器的检查试验

8.1 LW6系列SF6断路器液压系统“压力监视”部分的使用方法
8.1.1 功能与机构
8.1.1.1 “压力监视”是液压机构的重要组成部分之一，它主要用于测量、监视液压系统的压力值，也可借助于该部分的放油阀将液压系统高压油放回油箱。
8.1.1.2 压力监视的整体机构主要有压力表、接头、多通体、放油阀、压力表阀及连接头等组成。
8.1.2 使用方法
8.1.2.1 在现场安装调试以及在开关运行期间做巡视检查时，如需观察液压系统油压情况，可将压力表阀手轮逆时针旋转打开阀门，则压力表上显示液压系统油压值。
8.1.2.2 当开关调试检修完毕投入电网运行时，必须将表阀关闭（即顺时针旋转），使压力表与液压系统隔离。
8.1.2.3 当需要从压力监视处放油时，可将放油阀逆时针方向旋转，则放油阀打开放油，放出的油可以通过一个小塑料管放到低压油箱中去。
8.1.2.4 如发现压力本身出现异常（如指针不回零等）需要更换之，则首先应将压力表阀关闭（顺时针旋转），使其与液压系统隔离；然后更换压力表，更换后应打开压力表阀检查压力指示是否正常以及压力表接头出是否漏油，如无异常，则按8.1.2.2条要求将压力表阀关闭。
8.2 LW6系列SF6断路器现场SF6气体检漏方法
LW6系列SF6断路器充SF6气体后，需要对断路器本体进行密封检查。现场检漏包括定性检漏和挂瓶定量检漏两种。
8.2.1 准备工作
8.2.1.1 充气后打开定量检漏孔螺堵24h后方可检查
8.2.1.2 清除联接座、拉杆及检漏孔表面油脂
8.2.1.3 检查SF6气体压力应为额定压力
8.2.1.4 被检漏周围环境不得有SF6气体，如有需吹拂掉
8.2.2 定性检漏
8.2.2.1 定性检漏其目的在于发现现场安装中的局部安装不当造成的明显漏点。部位包括联接座内拉杆、气管焊口，本体、密度继电器和气压表接头连接密封处。
8.2.2.2 检漏方法：用检漏仪探枪离被测点1-2mm缓慢移动
8.2.2.3 合格标准：检漏仪上指针稳定状态下应基本不动。如认为是残余气体，允许吹风驱赶1h继续测量。
8.2.2.4 局部包扎检查：定性检漏发现疑点，允许采用局部包扎法检查，如果断路器年漏气率不大于1%即为合格。
8.2.3 挂瓶定量检漏：
现场定量检漏采用在双道密封圈之间的检漏孔中收集泄漏出来的SF6气体的方法进行，即挂瓶检漏。挂瓶检漏方法和程序如下：
8.2.3.1 将检漏瓶用N2或压缩空气吹洗干净，并用检漏仪检查确认无SF6气体，检查瓶盖连接胶管，连接螺丝密封良好。
8.2.3.2 挂瓶33min（约2000S）后取下瓶子，摇动检漏瓶使之瓶内SF6气体充分搅匀，将检漏仪探头伸进瓶子内读出仪表格数，再根据仪表提供的曲线查出SF6浓度C。
8.2.3.4 漏气率计算用以下公式：

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F=PVK/T=1×1000(ml)×K（ppm）/2000s
式中：
P：1个大气压
V：瓶子体积，1000ml
K：SF6浓度；t：挂瓶时间（2000s）
8.2.3.5 断路器额定气压为0.6MPa时，对每组双密封机构，其漏气率不大于2.57×10-7Mpa· cm3/S
8.2.4 检漏时的注意事项：
8.2.4.1 定性检漏可比较直观的观察一下密封的性能。如有疑点，可采用定量检漏（局部包扎）来最终确定漏气率是否超标。
8.2.4.2 挂瓶定量检漏的标准是按年漏率小于1%的要求平均分配到各个密封面上，如个别检漏点超标，而其余检漏点漏气率很小，把他们加起来平均，如漏气率不超过规定值时，仍可保证总的漏气率不大于1%。
8.2.4.3 经检查某一部位漏气严重，则需进行处理，直到合格。
8.3 LW6系列SF6断路器现场充气方法
8.3.1 充气
充气前必须先抽真空，抽真空和充气可以使用专用装置，该装置气路连通方式见图1，其中有5个阀门分别控制抽真空、测真空和充气的程序，并配有一块带负压的气压表。关闭和开启阀门时不宜用力过大以免影响阀门密封和使用寿命。充气时应该慢充，使液态气体充分气化后进入气瓶，这样气瓶中的SF6压力就是真实压力。同时，压缩的SF6气体流出汽化过程中需吸收外界大量热量，使充气管路、接头和充气装置温度骤然下降，表面结霜，胶皮管变硬，因此，充气时不宜过快。
8.3.2 充气压力的确定
技术条件中给出的气压值为20℃时的值，充气压力要根据环境温度加以修正。
至三（五） 至支柱
联 箱

至气瓶 至气压表

至真空计 至泵
图1 充气装置管路示意图

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8.4 LW6系列SF6断路器现场试验前液压系统排气方法
LW6系列SF6断路器现场试验前必须对开关液压系统进行排气，以排除混入液压油内部的气体，保证开关机械特性的稳定性，具体规定如下：
8.4.1 开关就位，液压系统处于分闸，灌油油位至最高油标记以上，严禁打压，静置1h以上，使油气分离。
8.4.2 将液压系统中所有放气接头（包括工作缸、供排油阀等），螺堵拧掉，把放气工具拧入放气接头中打开逆止阀，透明塑料管的另一端放入油箱中，然后电动机启动打压，打压放气时间不少于10min，直到管中无可见气泡及无油流间断为止。
8.4.3 退出液压系统中所有放气接头，慢合使液压机构处于合闸状态，重复8.4.2放气程序。
8.4.4 退出放气接头，分闸、打压至额定压力，通过三级阀上端螺栓或高压放油阀进行两次高压态下放气，直到压力为零。
8.4.5 慢合、打压至额定压力，通过压力监视上的放油阀嘴或高压放油阀进行一次放气，直到压力为零。
8.4.6 以上放气程序完毕后，方可正式做操作试验，若同步不稳定，可重复以上放气程序，不得在放气不充分情况下测量。
注：在放气过程中如需操作，一定要把合闸端放气接头（如供排油阀上）的螺堵拧紧，防止气体进入液压系统中，造成合闸不稳定。
8.5 LW6系列SF6断路器速度测量方法
断路器的速度现场一般无需测量。当断路器特性有问题或检修后，可由用户按本说明进行。
8.5.1 测量方法：
8.5.1.1 接线示意图见图2，鉴于工作缸活塞杆和触头动作行程的比例1:1，所以可以直接将开关动触头的行程与时间的曲线绘制在示波图上。其中直流电源为9-13伏，可采用干电池串联。R为测速器绕组电阻，总阻值1250瓦，输出端外电阻Rf，选择8-10K欧，使Rf＞R，振子选择国产FC型400号为佳。

直 输出
流
电 R Rf
源
W

示波器振子

图2 测量接线示意图
8.5.1.2 速度的测量：
8.5.1.2.1 定义：
刚分点：断路器分闸时从开始运动到运动至43mm时的位置
刚合点：断路器合闸时从开始运动到运动至107mm时的位置
分闸速度：从刚分点至刚分点后72mm处这段的平均速度

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合闸速度：从刚合点至刚合点前36mm处这段的平均速度
8.5.1.2.2 根据触头行程150mm和示波图中实际高度，求出两者比例。然后根据该比例找出各特征点，作一直角三角形。则该区间平均速度：V=S/t
8.5.1.3 测量速度时的注意事项：
8.5.1.3.1 测速是在额定的操作油压、额定工作气压和额定操作电压下进行；
8.5.1.3.2 测速是在开关同步合格后进行，每台仅需抽一柱进行。
8.6 LW6系列SF6断路器现场水份处理及测量方法
LW6系列SF6断路器在充SF6气体前，必须进行水份处理和充气后的水份测量，以便使断路器内部SF6气体中水份含量符合技术条件规定，如果水份超过规定要重新处理。
8.6.1 水份处理：
8.6.1.1 所需设备：
包括真空泵、麦氏真空计、专用充气工具和高纯氮气，应符合本说明书标准规定。
8.6.1.2 抽真空时间
抽真空时间一般需几小时，使真空度达133.3pa，并至少维持2h以上。抽真空的时间越长，真空度越高，则对降低气体水份含量越有利。
8.6.1.3 抽真空：
抽真空，三（五）联箱和支柱同时进行，本体必须装上密度继电器一起进行。
8.6.1.4 正确使用真空泵：
使用隔膜式真空泵时，在断路器本体处于负压情况下，切记必须先关闭被抽管路阀门，后切断电源停泵，防止泵中真空油倒吸入本体中。因此，在抽真空时，真空泵不得随意停电。
8.6.1.5 用高纯氮干燥在抽真空后充SF6气体前先充0.2MPa高纯氮（99.999%），停留12h以上，再抽一次真空。如水份还不合格，则可重复8.6.1.2，8.6.1.3，8.6.1.4过程，直至合格为止。
8.6.2 水份测量：
SF6气体中水份含量是通过水份仪来确定的，水份仪的使用方法按仪器说明书进行
8.6.2.1 所需设备：
所需设备包括水份仪、减压阀（氧气瓶上用的减压阀）、高纯氮。
8.6.2.2 检查气体压力
测量前检查本体内SF6气体压力为额定压力
8.6.2.3 测量时间：
测量时间选择在充SF6气体后24h进行
8.6.2.4 气候条件：
为使测量力求准确，严禁雨湿天气进行
8.6.2.5 测量系统预干燥

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测量系统（包括水份仪和一套管路、减压阀、气管和阀门等辅助设备）在取样前必须用高纯氮预先干燥，使其器身干燥。
8.6.2.6 测量系统的密封性
测量系统密封性能一定要好，防止外界水份的渗入。管路宜 采用不锈钢管和塑料管，避免用胶皮管。

9 LW6-110断路器检修中的注意事项：

9.1 在SF6开关室内，设备充、装SF6气体时，周围环境相对湿度应≤80%，同时必须开启通风系统，并避免SF6气体泄漏到工作区。工作区空气中SF6气体含量不得超过1000ppm。
9.2 所充SF6新气应具有厂家名称、灌装日期、批号及质量检查单。SF6新气到货后应按有关规定进行复核、检验。合格后方准使用。在气瓶内存放半年以上的SF6气体，使用前检查其水份和空气含量，符合标准后方可使用。
9.3 开关投运前，应检查开关室内SF6气体水份和空气含量，运行后每三个月检查一次SF6气体含量，直至稳定后，方可每年检查一次含水量。SF6气体有明显变化时，应请上级复核。
9.4 工作人员进入开关室，必须先通风15min，并用检漏仪测量SF6气体含量。尽量避免一人进入开关室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。
9.5 开关解体检修前，必须对SF6气体进行检验。根据有毒气体的含量，采取安全防护措施。检修人员应暂时离开现场30min。取出吸附剂和清除粉尘时，检修人员应戴防毒面具和防护手套。
9.6 开关的SF6气体不得向大气排放，应采用净化装置回收，经处理合格后方可试验。
9.7 从SF6气体钢瓶引出气体时，必须使用减压阀降压。当瓶内降至一个大气压时，即停止引出气体，并关紧气瓶阀门，戴上瓶帽，防止气体泄漏。
9.8 发生紧急事故应立即开启全部通风系统进行通风。
9.9 进行气体采样和处理一般渗漏时，要戴防毒面具并进行通风。
9.10 检修结束后，检修人员应洗澡，并把用过的工、器具、防护用具清洗干净
9.11 SF6气体应放置在阴凉干燥、通风良好、敞开的专门场所，直立保存，并应远离热源和油污的地方，防潮、防阳光爆晒，并不得有水份或油污在阀门上。

附加说明：
本制度由福建省沙县城关水电有限公司提出
本制度主要起草人：检修部
本制度初审人：朱仁涵
本制度审核人：蔡良旺 林希坦
本制度审定人：黄美信
本制度批准人：汤海怀