500 kVSF6斷路器漏氣故障的紅外檢測與防治措施

徐志剛，吳江

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇無錫214062）

?

500 kVSF6斷路器漏氣故障的紅外檢測與防治措施

徐志剛，吳江

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇無錫214062）

通過分析SF6設(shè)備的漏氣檢測方法，利用紅外光譜儀對漏氣點進行定位，從而了解故障產(chǎn)生的原因，并提出了相應的防治措施，對SF6變電設(shè)備的運行維護具有一定的借鑒意義。

500kV；變電站；SF6；斷路器；漏氣故障；紅外檢測；防治措施

引言

SF6高壓斷路器是當今切斷短路故障電流性能最好的開關(guān)，它采用六氟化硫（SF6）氣體作為絕緣介質(zhì)，具有獨特的滅弧性能［1-2］。SF6的分子結(jié)構(gòu)對稱且非常穩(wěn)定，為電負性氣體，因此具有非常高的絕緣強度和滅弧能力，SF6的絕緣強度大約是空氣的4倍，在0.245 MPa壓力下，它的絕緣能力比變壓器油還好。SF6不燃、無毒、化學穩(wěn)定性好，不隨時間長久而變質(zhì)老化；具有良好的滅弧能力，熱傳導性比較好；高壓開關(guān)在氣體泄漏時（常壓）仍然繼續(xù)工作，但低于再充填壓力時不能保證開斷額定短路電流。SF6氣體的缺點是滲透性比較強作為絕緣介質(zhì)，SF6氣體本身無毒，但經(jīng)過弧光照射后，就會污染環(huán)境，對人體有害，所以解決泄漏問題是非常有必要的。

據(jù)河南省電力公司對2010—2011年間開關(guān)設(shè)備的典型缺陷的統(tǒng)計分析［3-4］，開關(guān)類典型缺陷主要集中在GIS設(shè)備漏氣、吸附劑罩破損、內(nèi)部局部放電，其中，GIS設(shè)備漏氣和吸附劑罩破損、等具有家族性缺陷特征。

2　現(xiàn)象及原因分析

2.1故障現(xiàn)象

2014年12月17日，500 kV某開關(guān)發(fā)SF6氣體告警，現(xiàn)場查看C相開關(guān)壓力表指示值0.71 MPa，檢修人員到達現(xiàn)場后充氣至0.81 MPa。2014年12月22日，該開關(guān)再次報SF6壓力低告警，C相壓力表指示值再次降到0.71MPa，檢修人員到場補氣到0.815 MPa。兩次補氣時間僅有6天，懷疑開關(guān)本體上存在漏點，隨即聯(lián)系廠家進行檢漏。故障開關(guān)型號：HL550，廠家：北京ABB，額定壓力0.80 MPa，報警壓力0.72 MPa，閉鎖壓力0.70 MPa，出廠日期為2011-07-08，投運日期為2011-11-02。

2.2分析與判斷

2.2.1漏氣率

根據(jù)兩次加壓的時間，漏氣率可以采用如下公式進行計算：

式中：Q為相對年漏氣率；ΔP為壓降；Δt為壓降ΔP經(jīng)過的時間。

經(jīng)計算漏氣率達到了750%，遠大于年漏氣率小于1%的標準。

2.2.2紅外檢漏

社區(qū)大學教師由于在學歷背景和專業(yè)上受到的限制較少，從整體上看，社區(qū)大學教師的身份背景多元化也導致了該群體的流動性高。由于近年來專職的社區(qū)大學教師數(shù)量增加，教師的職業(yè)生涯路徑規(guī)劃逐漸清晰，其專業(yè)發(fā)展路徑也得到了進一步的確認和穩(wěn)固。另外，社區(qū)大學應重視教師的職業(yè)生涯發(fā)展及專業(yè)成長機制，以確保社區(qū)大學教師專業(yè)能力發(fā)展，在職稱評定、工作待遇、評獎評優(yōu)等方面進行全方位考慮。

利用紅外檢漏儀開關(guān)的漏氣點進行檢測，發(fā)現(xiàn)5042開關(guān)C相滅弧室連接法蘭處有SF6泄漏現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1　500 kV SF6開關(guān)漏氣的紅外檢漏圖像及應力集中點

2.2.3返廠解體檢查

滅弧室返廠后解體檢查情況如下：1）密封圈與鑄件密封面完好（下頁圖2），2）瓷瓶密封面有輕微的裂痕，水泥澆裝面完好（下頁圖2）。

圖2　滅弧室解體檢查

2.2.4缺陷原因

1）瓷瓶密封面受損是本次漏氣的直接原因；

2）該瓷瓶生產(chǎn)完成后，需要逐只經(jīng)過如下檢查和實驗：

抗彎（供應商：四向抗彎試驗31.5 kN·m）→內(nèi)水壓試驗（供應商：2.4 MPa）→超聲波探傷后發(fā)往ABB公司；

瓷套組裝時：外觀檢查→裝配→抽真空保持真空度（1 mbar，20 min-檢漏）→過壓試驗（ABB：1.25 MPa）→出廠檢漏，如上過程均可發(fā)現(xiàn)密封缺陷；且現(xiàn)場運行至今已有3年多的時間才發(fā)生泄漏。因此可以確認該滅弧室在出廠時是完好的。

3）該型號斷路器經(jīng)過多次萬次試驗驗證，證明正常的操作不會導致密封面損傷；

4）瓷套的漏氣點位于T滅弧室瓷瓶的上方，而運行中的斷路器瓷瓶的應力集中部位應為下方，因此假設(shè)是瓷瓶質(zhì)量問題，則損壞部位應在下方，如圖1所示；而只有運輸震動和吊裝過程，該漏氣點才可能成為應力集中點。

分析認為該密封面的損傷最初應發(fā)生在運輸或安裝階段，特別是運輸過程中有異常的震動、顛簸等情況，造成該部位瓷件受損，隨著運行環(huán)境的變化（熱脹冷縮）和操作次數(shù)的增加，該損傷逐步擴大，最終導致漏氣。

結(jié)論：分析認為滅弧室瓷瓶在運輸中受損的可能性較大，不能完全排除T滅弧室在安裝過程中有異常受力的情況。

3　改進措施

2013年廠家ABB對550 kV斷路器的T滅弧室包裝進行了改進：

1）對支撐枕木的緩沖材料進行了變更，更好的吸收運輸震動；

2）使用鋼帶，將上枕木、T滅弧室和包裝箱底托固定成一體，防止運輸過程中，由于震動過大導致的T滅弧室在包裝箱內(nèi)跳動；

3）加裝了運輸檢測裝置，要求運輸震動最大不超過5 G。

4　結(jié)語

1）利用紅外檢漏儀可以準確定位SF6變電設(shè)備漏氣點。

2）SF6類設(shè)備對密封要求高，因運輸、安裝或運行中的應力過大都可能破壞裝置的密封性能而導致裝置漏氣。

3）因500 kV斷路器的滅弧室為T型結(jié)構(gòu)，因而在運輸過程中需防止振動過大而損壞裝置的密封結(jié)構(gòu)。

［1］楊永洪，顧挺，盧毅.二灘電站500 kVGIS開關(guān)設(shè)備缺陷統(tǒng)計分析［J］.水電廠自動化，2012，33（3）:50-52.

［2］王義平，蔡雪峰，黃成吉.紅外成像法在GIS設(shè)備SF_6氣體檢漏的應用［J］.機電工程技術(shù)，2015，44（4）:68-71.

［3］宋杲，崔景春，袁大陸.1999—2003年高壓斷路器運行分析［J］.電力設(shè)備，2005，6（2）:6-13.

［4］黃興泉，徐輝，劉亞輝，等.2010—2011年河南電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備典型缺陷及分析［J］.河南電力，2012（2）:1-5；10.

（編輯：劉楠）

500kV Substation SF6 Circuit Breaker Failure Infrared Leak Detection and Prevention Measures

Xu Zhigang，Wu Jiang
（Jiangsu Electric Power Company Maintenance Branch Company，Wuxi Jiangsu 214062）

This paper analyzes the SF6 leak detection equipment，and use an infrared spectrometer leak point positioning，analyzed the causes of failure，and the corresponding control measures，running SF6 substation equipment maintenance have some

ignificance.

500kV；substation；SF6；breaker；leakage fault；infrared detector；prevention measures

TM561.3

A

2095-0748（2015）23-0060-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.23.26

2015-10-25

徐志剛（1984—），男，江西撫州人，碩士，工程師，研究方向：變電檢修，變壓器檢修與運維。