全封闭式组合电器（GIS）设备漏气点查找、处理

全封闭式组合电器（GIS）设备漏气点查找、处理

李图楷

四川中铁能源五一桥水电有限公司，四川 九龙，616200

【摘要】GIS设备采用目前世界上最优良的绝缘介质和灭弧介质SF6气体,各电器元件都是标准的独立结构。具有占地少、性能可靠、检修周期长等优点,己被国内外广泛采用。针对GIS设备气室漏气产生的原因、危害性、漏气点查找、处理的方法提出看法

【关键字】 GIS   气室漏气原因、危险性    查找、处理方法

 引言：

某220kV开关站的设备均采用SF6全封闭式组合电器（GIS）设备，设备是由河南平顶山高压开关厂生产。该站220kv开关设备系统共计5个间隔。GIS设备采用目前世界上最优良的绝缘介质和灭弧介质SF6气体,各电器元件都是标准的独立结构。组合元件包括：断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、快速接地开关、避雷器、母线、出线套管等组成。所以具有占地少、性能可靠、检修周期长等优点,己被国内外广泛采用。由于绝缘和灭弧介质是用SF6气体,而SF6气体容易受水分或漏气原因影响造成微水含量升高，使SF6气体绝缘灭弧性能迅速下降, 影响设备的安全运行和运维人员安全。而该站由于4.20芦山地震后出现气室压力急剧下降，加之当时负荷重无法进行全停电处理，只能带电补气，平均3-5天补气一瓶，给运行成本和设备安全带来影响。为找出漏气点，提高设备运行可靠性，根据该站设备漏气点的查处和处理及自己多年的工作实践经验，谈谈GIS气室SF6气体漏气产生的原因、危害性、漏气点查找、处理的方法。

一、SF6气体漏气产生的原因   

1. 制造厂制造的设备本身精度不够，外壳上有砂眼、细裂纹，密封材料质量欠佳造成的漏气。  
2. 设备在现场安装质量不高，或大修大拆后密封面处理不到位造成漏气。  
3. 由于设备在运行中产生的振动，如开关分合，变压器运行中振动、设备运行本身电磁振动等原因产生的漏气。  
4. 套管法兰面连接螺栓松动或力矩不平衡造成漏气。
5. 长期运行，法兰面密封圈、密封胶老化开裂造成漏气。
6. GIS设备平压管、注补气口、表阀止回阀密封不严造成漏气。
7. 各气室间连接密封绝缘盘密封不严造成漏气。

二、SF6气体漏气的危害性 

1. SF6气体漏气造成设备内的气体压力下降,在无法停电处理的条件下，为了保证设备的正常运行，需定期进行补充SF6气体工作,在增加了工作量同时由于不同批次或不同厂家对气体微水处理的要求和工艺不一致有可能将水份带入设备内,造成设备内微水值上升。微水严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质。当水份较高时，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体在电弧作用下被分解，SF6气体与水分产生多种水解反应，产生WO3、CuF2、WOF4等粉末状绝缘物，使沿面闪络电压下降，HF、H2SO3等具有强裂腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作用，缩短了设备寿命。
2. 由于漏气需带电补充SF6气体,若操作不当会造成因补气口止回阀关闭不严造成漏气量加大，加剧气室压力下降，使事故扩大化。给运行设备和人员带来一定安全风险
3. 运行成本增加，由于SF6气体比较昂贵，若长期补气会造成大量维护费用上升，影响企业经济效益。
4. 环境问题，若气体长期泄漏，造成GIS设备区域（不管户外、户内）SF6浓度增加，影响周围的环境质量。

三、SF6气体漏气点的查找方法 

1. 运行中设备判断：

1)每月定期对GIS设备检漏时，检漏仪发现有明显异常报警声。

2)在日常的设备巡回中，发现某一间隔或气室的气体压力在同一环境温度下与原来的记录相比较压力值下降，可以判定有泄漏气现象。

3)某一间隔或气室最近发生补充气体工作，如半年或三个月或时间更短需补充一次。因为SF6气体设备年漏气量不允许大于l％。

4)在微水值定期测试分析中，若发现微水值超标也可判断此间隔或气室有泄漏现象。按照电力设备预防性试验规程DL/T 596-1996规定：“标准产生电弧的气室（断路器气室）：交接试验值150PPM（v），运行中300PPM（v）；不产生电弧的气室（常规气室）：交接试验值250PPM（v）运行中500PPM（v）”。  

5)巡视检查中发现有刺激臭味，或自感身体不适等有可能发生大量气体泄漏现象。   

6)设备检修回装后抽真空时若发现真空度长时间达不到标准时，应判断有泄漏现象并应及时处理。 

2.   检漏方法：   

1)肥皂泡法检漏此法对于泄漏较大时或运行中的设备可以采用。将肥皂水用刷子测在可能泄漏的密封环节，出现向外鼓泡的地方就是漏点。据工作经验，用未勾兑清的水洗发香波或洗洁精效果会更好，用此法可检出泄漏速率约104mL大气压/秒的漏点。   

2)充SF6检漏此法适用于新装或检修后重装的设备，或运行中用肥皂泡检不出的微小漏点。使用仪表有两种反映SF6漏气速率的检漏仪。此类仪器目前最高灵敏度为10-8mL大气压/秒，可定量地确定漏点的漏气速度，然后计算年漏气量。还有反映漏气浓度SF6检漏仪，将被检气隔的所有密封环节逐个用塑料布包起来，放置一段时间，检出被围空间SF6的浓度，用计算年泄漏量。 

3)真空监视此法用于新装或检修后重新装配的设备。先将回装装置及连接管抽真空至15-20Pa(不同真空泵效率不一致，现以效率最好的为例),观察20分钟确认无泄漏后才能使用。打开设备侧阀门，对设备抽真空至15-20Pa。保持真空度4小时。如果真空度下降值不超过15-20 Pa则认为设备无泄漏。   

4)在现场工作时应根椐实际情况灵活采用。如2013年4月份发现 25260G 出侧侧气室最严重时每3-5需补气一次，每次用气量 20公斤之多，由于25260G气室比较长从25260G出线套管处至220KV开关站出线针对这种情况，首先把25260G气室各密封法兰环节用塑料布包扎，然后放置一段时间后，用便携式SF6气体检漏仪在每个塑料包内检漏有无SF6气体，未检出漏气点；对整个套管裸露部分再用刷子将洗洁精水涂沫，仍未发现漏气点；最后查找穿墙混泥土部分进行查找，发现起泡的即是详细的漏气点，最后发现漏气点25260G出线套管与出线开关场穿墙套管处由于未对套管进行防护正常水泥与套管产生化学反应引起泄漏。该漏气点于2014年4月进行处理。  

四、SF6气体漏气的处理方法：   

1. GIS设备壳体上有砂眼漏点，更换部分外壳在现场无法处理的壳体。还有部分砂眼用样冲在砂眼周围逐步向砂眼处冲，直到漏气点消除。 
2. 部分漏气点在壳体与表计之间使用的连接铜管回路上漏点，把有漏气点铜管拆卸后用气焊重新焊接。经检查无泄漏后安装漏点消除。  
3. 对阀门中波纹管开裂造成的漏气，选用质量较高的阀门进行更换。
4. 对有些漏气点可进行下面方法处理如在2014年3月全停电检修中修中针对发现45260G出线套管与出线开关场穿墙套管处泄漏实际情况。我们首先除去套管表面氧化腐蚀层，将表面清洗干净，用样冲在砂眼周围逐步向砂眼处冲，但由于漏电太大无法向该处冲。于是采用美国纯进口钢碳棒胶，先将A、B两种胶进行揉捏混合15分钟，待钢碳棒变软后，拉出一小块堵住漏气点用螺丝刀或其他坚硬物件顶住2分钟使其变硬，重复此工序5次；最后制作一个加固抱箍进行固定，4h后用检漏仪及刷肥皂水方法检漏，未查出处理后有漏气现象，将气压补至0.45Mp后工作结束，截止2014年4月巡回将气压与环境温度换算后仍然为0.45Mp，经过2月的运行，充分证明此气隔不漏气,处理方法有效、简单并且节省了材料、人工等费用。

五、结束语

8年来，通过我站对SF6设备加强管理，及时巡回，认真确认每一个泄漏点，并利用每一次停电检修机会及时处理。使漏气点大大下降，降低了GIS设备的运行维护成本，保证了设备的安全稳定运行 。

作者简介

李图楷（1984-），男，四川，工程师，本科，主要从事水电企业现场生产、技术运维管理工作。