220kV断路器SF6气体泄露处理与分析

220kV断路器SF6气体泄露处理与分析

张超

广西右江水利开发有限责任公司 广西南宁市 530029

摘要：随着科技的不断发展，电力系统的安全运行日益受到重视。220kV断路器作为电力系统中的关键设备，其气体泄露问题对电力系统的稳定运行造成严重威胁。因此，对220kV断路器气体泄露的处理与分析显得尤为重要。本文将从实际案例出发，探讨220kV断路器气体泄露的原因、检测方法以及处理措施，为电力系统的安全稳定运行提供参考。

关键词： 断路器；；漏气处理

引言

气体泄漏的故障通常发生在GIS组合电器的焊缝、由密封圈密封的密封面和气体密封阀、压力表（气体密度继电器）结合面等处，此类故障约占GIS整个故障的40%左右。因此需要对GIS补充气体，以保证气体压力和密度，满足开关绝缘或灭弧的要求。

一、气体密度及泄漏的监测

当高压设备的气室充有气体后，严格地讲，应该用气体密度来衡量是否已满足绝缘或灭弧的要求，因为气室内的绝缘强度取决于气体的密度值，与温度无关。一旦GIS开关内气体发生泄漏，气体压力下降，会导致气体密度降低，造成开关设备耐压强度降低，断路器开断容量下降等后果。为了保证气体绝缘设备安全可靠运行，

必须对的气体密度、含水量等参数和泄漏情况进行严格监测。当气体密度恒定时，气体的击穿强度与温度无关；当气体压力恒定时，气体的击穿强度随温度的上升而下降。在密度一定的情况下，温度发生变化时压力也随之改变，不同密度所对应的变化曲线各不相同。

为了正确反映压力的变化是由漏气还是由温度变化引起的，必须通过温度补偿或修正的方法，使压力指示仪表的读数始终是20℃时的标准压力值，将此值等效为气室内气体密度值。当气体发生轻微泄漏，并低于设定的报警值时，密度继电器能立即指示出漏气引起的密度变化。如果泄漏较轻，则密度继电器就会给出报警补气的接点信号，以防绝缘性能降低，维持设备还能继续运行。如果泄漏严重，气体压力低于设定的闭锁值时，密度继电器就会给出一对闭锁接点信号，将开关操作闭锁，表示这时设备已不能正常运行。

二、泄漏处理

（一）断路器漏气点查找工作

断路器现场漏气判定可采取定性检漏、定量检漏及联合检漏的方法。定性检漏可采用气体手持式定性检漏仪及涂刷肥皂泡沫水的方法，判断设备漏气点具体位置。定量检漏采用局部或整体包扎的方法，用检漏仪对设备的漏气率进行定量检测，这种方法多用于作业现场断路器微渗的情况。联合检漏是指采用红外成像仪定性检漏后采用手持式检漏仪判断漏点具体位置，从而达到设备检漏目的。

检修人员现场进行气体定性检漏工作，若发现断路器三相气体管路存在缓慢漏气现象，对设备进行密封检测时发现，该断路器A相下部阀门连接处存在轻微漏气现象，初步判断该处气体管路由于腐蚀导致砂眼或阀门与气体管路连接处存在轻微漏气。

断路器气体管路连接部分主要靠压缩密封圈，该断路器采用的O型密封圈的压缩量按25%～30%取值，而O型密封圈的直径一般为3～6mm，因此密封圈的实际压缩量仅为0.9～1.8mm，断路器气体管路的密封槽，即密封圈所放置槽，在加工过程中可能存在平面度超差的情况，O型密封圈的压缩变形量在整个平面上的不一致，最终导致断路器设备轻微漏气。

结合低气压上报情况，漏气缺陷如不尽快处理，可能造成断路器长期处于微渗漏状态，灭弧能力下降，致使设备因低气压闭锁而产生断路器拒动，进而扩大电网事故。

（二）焊缝渗漏

GIS开关焊缝有两类：一类是GIS罐体的焊缝；另一类是罐体之间的气体连接铜管与其铜接座之间的焊缝。系列组合电器采用的是高质量的焊接罐体，所以此类焊缝的工艺和质量比较可靠，一般不会通过此类焊缝发生渗漏。

（三）用密封圈的密封面

密封面可分为动态密封面和静态密封面。动态密封面按动作性质又分为转动密封面和滑动密封面。转动密封面位于隔离开关和接地开关的传动拐臂上，用于此类密封面上密封垫圈的转动范围约有76°，为了加强密封使用了三道“O”形密封垫圈。随着开关操作次数的增加和垫圈材料的老化，这种密封状况需要特别注意，尤其是对操作次数多的隔离开关或接地开关上的垫圈。滑动型密封面位于断路器的操纵拉杆上，其密封垫圈截面为“V”形，密封面为金属杆面，表面粗糙度值低，密封圈有4道，密封相当可靠，不易发生渗漏。

静态密封面在现场安装检漏时发现的问题较多，发生渗漏主要原因是密封垫圈自身缺陷和密封面结合不良。检查和处理方法如下：在安装时严格检查密封垫圈，防止使用存在缺陷的密封垫圈。外观检查能够查出密封垫圈表面的裂纹、凹陷和突起等缺陷，由于“O”形环两侧的罐体中心线不在同一条直线上，也能导致密封不良而泄漏，处理方法是将错位的罐体调整、对正。

密封面结合不良的另一种原因，也是最为常见的一种情况是密封面的表面粗糙度不良。处理密封面的方法是用砂纸手工打磨。对于不同大小的“O”形密封环的密封面，要用不同规格的砂纸处理：密封面宽度在5mm及以上的用600号砂纸，密封面宽度在3mm及以下的用800号砂纸。因此，在处理窄小的密封面时，应在500号或600号砂纸打磨的基础上，再用800号以上的砂纸加工。处理密封面时，密封面打磨的轨迹一定为周向，切勿出现径向划痕，选用砂纸要先粗后细。密封面处理好之后，要将其擦拭干净，不得存有灰尘和杂质。这样

处理过的静态密封圈及其密封面，一般不会再发生渗漏。

（四）密封阀、压力表结合面

气体通过气体截止阀的波纹管发生的渗漏是对GIS开关安全、可靠运行构成最大威胁。每个GIS气室均由气体截止阀连接至压力表（密度继电器），再连至气室外侧的气体截止阀。当压力表和气室外侧的气体截止阀发生渗漏时，只需关闭气室内侧的气体截止阀进行处理。而当发生了气室内侧的气体截止阀渗漏时，必须停电并回收相关气体后进行处理。鉴于GIS开关内部广泛使用了大量的气体截止阀，确保其可靠密封十分重要。可能出现渗漏问题的地方主要有两处：一是波纹管，二是聚四氟乙烯密封口。后者通常因为密封面污染而难以处理，在安装过程中需要特别注意。作为起到密封作用的关键元件之一，位于外部位置且回路上游位置具备“O”形环和密封板来实现有效密封，并不容易产生渗漏。

结语

220kV断路器作为变电站主要电压等级设备之一，其运行状况直接影响到电网一次设备整体的安全稳定运行，如果断路器因为漏气导致低气压信号从而产生拒动或误动作。在漏气发生时应采取各种带电检测手段进行漏气点查找，根据漏气位置采取相应的处理措施，避免设备频繁漏气、频繁进行带电补气，从而提高设备的安全运行。

参考文献

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