淺談GIS設(shè)備SF6氣體泄漏原因及預(yù)防措施

【摘 要】GIS設(shè)備是一種新型組合成套高壓配電裝置，具有占地面積小，運(yùn)行安全可靠，檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)而被廣泛采用。GIS因密封部位較多，對(duì)密封件的材料和工藝要求較嚴(yán)，而SF6氣體泄漏作為運(yùn)行中GIS最常見而特有的問題，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。本文闡述了GIS設(shè)備SF6氣體泄漏原因及預(yù)防措施，以減少漏氣缺陷的發(fā)生，進(jìn)一步提高GIS運(yùn)行的可靠性。

【關(guān)鍵詞】GIS；SF6氣體泄漏；預(yù)防措施

引言

GIS是指SF6封閉式組合電器，它將一座變電站中，除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)的組合成一個(gè)整體。這些部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，故稱為SF6全封閉組合電器。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，SF6電氣設(shè)備已廣泛應(yīng)用在電力部門、工礦企業(yè)，促進(jìn)了電力行業(yè)的快速發(fā)展。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。

1.GIS設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1GIS設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)小型化。結(jié)構(gòu)緊湊，采用性能卓越的氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)，占地面積小，常用的金屬外殼為鋁合金殼體，重量輕。變電設(shè)備的小型化，不僅可以降低包括建筑物在內(nèi)的受變電設(shè)備的總成本，而且從產(chǎn)品壽命評(píng)估角度看，還有助于減少環(huán)境負(fù)荷。

（2）可靠性高。由于帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中，大大提高了可靠性。此外具有優(yōu)良的抗地震性能。

（3）安裝方便、周期短。GIS已向小型化、智能化和環(huán)保型的方向發(fā)展，由整體或若干單元組成，安裝方便、便捷，縮短了安裝工期。由于實(shí)現(xiàn)小型化，可在工廠內(nèi)進(jìn)行整機(jī)裝配和試驗(yàn)合格后，以單元或間隔的形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因此可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，又能提高可靠性。

（4）維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)布局合理，滅弧系統(tǒng)先進(jìn)，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，因此檢修周期長(zhǎng)。GIS分解檢修周期不小于15年，定期檢查為每4年一次，且由于小型化，離地面低，日常維護(hù)方便。

1.2GIS設(shè)備的缺點(diǎn)

GIS發(fā)生故障時(shí)，停電范圍廣，故障不易查出。由于漏氣需要補(bǔ)充SF6氣體，處理耗時(shí)長(zhǎng)、停電范圍大、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)SF6氣體中存在的有毒氣體和設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的粉塵，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)及粘膜等有一定的危害，一般中毒后會(huì)出現(xiàn)頭暈、胸悶等不適的癥狀。

2.GIS設(shè)備漏氣原因分析

2.1GIS設(shè)備出廠前

（1）制造的設(shè)備組件質(zhì)量不符合要求，如盆式絕緣子的強(qiáng)度及密封性能不符合要求，密封墊圈本身存在缺陷、密封面結(jié)合不良；或設(shè)備存在吸附劑泄漏，阻塞逆止閥歸位，導(dǎo)致漏氣現(xiàn)象；或GIS制造廠的制造車間清潔度不夠，將金屬微粒及雜質(zhì)殘留在GIS內(nèi)部，留下安全隱患；或在裝配GIS零件的過程中存在把零件裝錯(cuò)、漏裝等現(xiàn)象，致使設(shè)備運(yùn)行時(shí)，GIS內(nèi)部閃絡(luò)，絕緣擊穿和漏氣等事故。

（2）制造過程中設(shè)備精度不夠，主要存在焊縫和密封圈密封面泄漏，對(duì)于GIS而言，焊縫主要有兩類：一類是GIS罐體的焊縫；另一類是罐體之間的SF6氣體連接銅管與其銅座之間的焊縫。

（3）出廠前對(duì)于氣體密封性試驗(yàn)環(huán)節(jié)存在疏漏或馬虎應(yīng)付。按照《SF6檢漏基本方法》中對(duì)于氣體密封性試驗(yàn)的要求，密封性試驗(yàn)應(yīng)在正常周圍空氣溫度下，充氣至額定氣體壓力下24h后在裝配上進(jìn)行，測(cè)量時(shí)環(huán)境相對(duì)濕度一般不大于85%；按實(shí)際情況，采用局部包扎法或扣罩法進(jìn)行測(cè)量；測(cè)漏應(yīng)采用定量測(cè)漏儀，測(cè)量結(jié)果以24h的漏氣量換算，則要求每一個(gè)氣室漏氣率不大于0.5%。而往往有的制造廠家對(duì)于此試驗(yàn)采取敷衍了事的態(tài)度，導(dǎo)致GIS在出廠前就存在漏氣隱患。

2.2GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝

（1）設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中安裝質(zhì)量低。如起吊方式的不恰當(dāng)和安裝時(shí)未使用專用工具，易造成設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞；或施工人員技術(shù)素質(zhì)不過關(guān)，安裝工藝不符合要求，如密封墊圈安裝位置偏移，或緊固螺絲后未用扭力矩扳手檢查，安裝完成充入氣體后，未使用測(cè)漏儀檢查設(shè)備各密封處的密封性。

（2）在惡劣的氣候條件下進(jìn)行安裝，如陰雨，潮濕天氣下進(jìn)行安裝或解體檢修，處理過后未嚴(yán)格按照規(guī)程抽真空或者充氮?dú)猓瑢?dǎo)致設(shè)備內(nèi)部存有水分，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行后，水分與SF6氣體產(chǎn)生反應(yīng)生產(chǎn)具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，腐蝕密封處，造成漏氣。

2.3GIS設(shè)備運(yùn)行后

（1）GIS在運(yùn)行中開關(guān)等操作時(shí)閉合產(chǎn)生的振動(dòng)力，損害到設(shè)備的密封性；或者在SF6氣體氣壓低補(bǔ)氣過程中操作不當(dāng)造成漏氣，如損害到補(bǔ)氣閥門或逆止閥等。另外，個(gè)別漏氣現(xiàn)象屬于“假漏”，既指SF6壓力表或密度繼電器損壞，表針失靈、指示不準(zhǔn)確，造成誤報(bào)警。

（2）現(xiàn)場(chǎng)溫度變化大

SF6氣體微水含量隨環(huán)境溫度升高而增大，GIS長(zhǎng)期不動(dòng)作，出現(xiàn)動(dòng)作不靈活、觸點(diǎn)接觸不良等現(xiàn)象。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化大時(shí)，可導(dǎo)致SF6氣體密度繼電器誤動(dòng)作。

（3）作業(yè)人員維修技術(shù)不熟練

GIS維護(hù)人員對(duì)GIS維修技術(shù)不熟練，缺少GIS操作專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，特別是對(duì)GIS抽真空工藝、漏氣后的查找方法、更換吸附劑及烘干處理工藝等缺乏指導(dǎo)。

3.GIS設(shè)備漏氣預(yù)防性措施

（1）提高GIS設(shè)備制造工藝質(zhì)量

密封材料質(zhì)量不佳是最重要的原因，密封材料占整個(gè)GIS的成本很小，但作用巨大，很多SF6氣體泄漏的情況都是由于沒有選用合適的密封材料造成的，用三元乙丙橡膠EPDM密封圈作為GIS的密封材料提高GIS制造工藝質(zhì)量。

（2）GIS設(shè)備的密封材料檢查

GIS的密封主要用于SF6氣體密封，O型圈、六角框等，膠種是三元乙丙橡膠、氟橡膠等。主要檢查GIS殼體焊接質(zhì)量、密封圈的制造、施工調(diào)整狀況等項(xiàng)目。檢查并確認(rèn)設(shè)備沒有磕碰劃傷痕跡和灰塵。在清理密封槽時(shí)，法蘭邊緣可以用銼刀或細(xì)砂紙修磨，認(rèn)真檢查，決不疏忽。進(jìn)行氣體采樣和處理一般滲漏時(shí)，要戴防毒面具或正壓式空氣呼吸器并進(jìn)行通風(fēng)。

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)GIS設(shè)備安裝工藝要求

GIS生產(chǎn)廠家應(yīng)針對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)制定質(zhì)量監(jiān)督控制措施（現(xiàn)場(chǎng)安裝檢查表），并全程參與現(xiàn)場(chǎng)安裝指導(dǎo)工作，監(jiān)督施工單位嚴(yán)格按照安裝工藝執(zhí)行，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)，提高現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量。

（4）GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理

正常運(yùn)行時(shí)的所有倒閘操作和事故處理必須在控制室，由運(yùn)行人員在后臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，在繼電器相應(yīng)測(cè)控盤柜上允許進(jìn)行的操作。在現(xiàn)場(chǎng)就地控制盤上操作及刀閘、接地刀閘可在設(shè)備上用搖把手動(dòng)操作，此操作只允許設(shè)備檢修時(shí)，檢修人員進(jìn)行檢修、調(diào)試操作。當(dāng)巡視發(fā)現(xiàn)SF6氣室壓力突降，SF6其它壓力低報(bào)警等異常時(shí)，值班長(zhǎng)必須及時(shí)匯報(bào)調(diào)度和工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)，進(jìn)行GIS運(yùn)行狀況檢查。