一起GIS設(shè)備密封不良問題原因分析

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(1.國網(wǎng)樂山供電公司，四川 樂山 614000；2.南昌工學(xué)院，江西 南昌 330000)

一起GIS設(shè)備密封不良問題原因分析

劉同杰1，萬紅艷2，劉同敏2

(1.國網(wǎng)樂山供電公司，四川 樂山 614000；2.南昌工學(xué)院，江西 南昌 330000)

針對某煤礦220 kV氣體絕緣金屬封閉組合電器斷路器密封不良問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際案例，通過對故障點(diǎn)進(jìn)行解體剖析，總結(jié)出了密封不良的原因及處理方法。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)備安裝工藝以及日常維護(hù)等方面提出了預(yù)防性措施，可對解決類似故障起到一定借鑒作用。

GIS；密封；解體；SF6；斷路器

0 引 言

氣體絕緣封閉式組合電器 GIS(gas insulated switchgear)具有占地面積小、受氣候條件的影響較小、可靠性高、檢修周期長、維護(hù)工作少、裝置結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中[1]。 GIS 設(shè)備內(nèi)部的絕緣性能主要取決于SF6氣體的水分含量和純度[2]，如果發(fā)生泄露將會影響斷路器的正常操作造成氣體受潮，嚴(yán)重時(shí)將會威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行，但從GIS的現(xiàn)場運(yùn)行情況來看，盡管在其剛投運(yùn)時(shí)，采取了各種檢驗(yàn)漏氣手段和密封工藝，由于 GIS設(shè)備暴露在室外， 長期經(jīng)受風(fēng)霜雨雪等惡劣天氣的影響， 設(shè)備的密封性能也會隨之逐漸降低，因而SF6氣體泄漏仍是一個主要缺陷。因此如何防止設(shè)備密封性能不良對系統(tǒng)的安全運(yùn)行就顯得非常重要。

以某煤礦一起220 kV GIS設(shè)備密封不良的現(xiàn)場實(shí)際案例為例，通過現(xiàn)場的解體檢查，由外及內(nèi)發(fā)掘問題所在。通過本起案例，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了一系列的預(yù)防性措施。

1 情況概述

220 kV煤九線265斷路器為平頂山開關(guān)廠生產(chǎn)的GIS設(shè)備，于2007年6月投運(yùn)。2010年11月，運(yùn)行人員在巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)該斷路器SF6壓力指示過低，接近報(bào)警值。檢修人員對該斷路器進(jìn)行了補(bǔ)氣和檢漏工作，但未找到明顯漏點(diǎn)。若該問題不及時(shí)處理，將會影響到該條線路上煤礦企業(yè)安全問題。2011年1月7日，經(jīng)請示匯報(bào)協(xié)商后，將265斷路器壓力表安裝方式進(jìn)行改裝，由原三相共用一個壓力表改裝為每相分別安裝壓力表進(jìn)行監(jiān)視，最終確定為斷路器C相有氣體泄漏的情況。經(jīng)檢漏發(fā)現(xiàn)為斷路器C相機(jī)構(gòu)操作拉桿與斷路器密封座處的連接部位有漏氣現(xiàn)象。漏氣點(diǎn)如圖1所示。

圖1 漏氣點(diǎn)

2 故障原因分析

2.1 現(xiàn)場解體檢查處理

現(xiàn)場先釋放該臺斷路器機(jī)構(gòu)壓力，回收265斷路器C相SF6氣體，將操作拉桿下端抱箍拆除,取下操作連桿底端大螺帽，使操作拉桿與機(jī)構(gòu)傳動軸之間留出足夠空隙，如圖2所示。

圖2 抱箍拆除

拆除過渡密封組外壓緊大螺帽，從操作連桿上退下過渡密封組，在拆除外壓緊大螺帽過程中，發(fā)現(xiàn)該大螺帽已有兩顆松動。

對過渡密封組上的密封膠圈進(jìn)行更換。該過渡密封膠圈組由銅套和防塵圈、V形圈、O形圈組成。

圖3為過渡密封組組裝完畢的情況，圖4為各部位密封圈由左到右擺放的情況，最左邊第一層為防塵圈；中間層為V形圈，為主密封部分；最右邊一小一大O形圈分別安裝在銅套內(nèi)外側(cè)。

圖3 過渡密封組

圖4 各部位密封圈

在更換時(shí)檢修人員發(fā)現(xiàn)，小O形圈存在嚴(yán)重變形情況，經(jīng)分析可能是密封組被迫向下位移后摩擦變形所致，這也是本次漏氣缺陷主要故障點(diǎn)之一，如圖5所示。

圖5 漏氣點(diǎn)示意

最后按照相反的順序進(jìn)行復(fù)裝，即大O形圈、小O形圈、V形圈、防塵圈順序進(jìn)行復(fù)裝，在安裝過渡密封組外壓緊大螺帽時(shí)應(yīng)使用專用工具進(jìn)行緊固到位，防止再次出現(xiàn)未擰緊漏氣的故障。對265斷路器C相進(jìn)行抽真空處理，按廠家要求抽至20 Pa以下，抽真空完畢后，注入SF6氣體至0.62 MPa，靜置24 h后，進(jìn)行檢漏和微水測試，數(shù)據(jù)合格，未見異常。對該相斷路器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)和主回路電阻試驗(yàn)，回路電阻值在缺陷處理前后無明顯變化。設(shè)備投入運(yùn)行。

2.2 原因分析

通過詳細(xì)地解體檢查和缺陷處理，分析可知斷路器C相漏氣根本原因是過渡密封組外壓緊大螺帽松動，過渡密封組在滅弧室壓力作用下向下位移，偏離正確的密封位置，并且在滑動過程中過渡密封組內(nèi)密封膠圈變形，不能對斷路器進(jìn)行完全密封，造成漏氣。

另外過渡密封組外壓緊大螺帽松動的原因現(xiàn)推斷主要由這兩方面原因造成，一是人為的原因，在設(shè)備安裝過程中，對廠家安裝的設(shè)備缺乏有效地現(xiàn)場監(jiān)管，驗(yàn)收過程也沒有執(zhí)行到位；二是由于設(shè)備自身結(jié)構(gòu)的缺陷，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中受到電動力的振動作用，使得過渡密封組產(chǎn)生位移，造成密封圈變形。

3 預(yù)防措施

1)安裝過程中，對廠家安裝的設(shè)備必須加強(qiáng)現(xiàn)場的監(jiān)管，尤其是密封部分的安裝監(jiān)管，了解設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)。

2)該站220 kV GIS斷路器為分相式，三相共用1只密度繼電器，如發(fā)生漏氣缺陷，不便于檢漏，建議斷路器三相均加裝密度繼電器，分相監(jiān)視壓力，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣缺陷。

3)近幾年，充氣設(shè)備增長較快，而且漏氣缺陷較多，但相應(yīng)的檢漏手段相對滯后，目前僅依靠簡易的手持式定性檢漏儀檢漏，已不滿足要求，建議采用紅外成像檢漏。

4)聯(lián)系廠家對斷路器過渡密封組外壓緊大螺帽緊固結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，建議采用緊固鎖死式螺絲，確保螺帽在運(yùn)行中不會出現(xiàn)松動，造成漏氣的缺陷。

5)在驗(yàn)收過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收細(xì)則，尤其對設(shè)備的關(guān)鍵部位必須嚴(yán)格控制把關(guān)。

4 結(jié) 語

通過對GIS設(shè)備斷路器密封不良問題現(xiàn)場解體檢查處理，發(fā)現(xiàn)該問題主要是由技術(shù)和管理上的不足所導(dǎo)致。因此在設(shè)備的安裝檢修驗(yàn)收工作中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備現(xiàn)場安裝工藝符合相關(guān)規(guī)程要求和設(shè)備驗(yàn)收的嚴(yán)謹(jǐn)性，這樣才能降低GIS設(shè)備出現(xiàn)密封不良問題的概率，提高設(shè)備的安全性能。

[1] 曲文韜,黃銳，呂俊濤.220 kV GIS設(shè)備漏氣原因分析及預(yù)防措施[J].電力科學(xué)與工程,2013，29(8)：21-26.

[2] 陳家斌.SF6斷路器實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社,2004.

[3] 張剛濤，劉鵬.220 kV GIS SF6氣體泄漏量偏大原因分析及處理[J].華東電力,2014,42(6):1257-1261.

[4] 郭青海,鄺石，彭江.GIS 滲漏原因分析及對策[J].電網(wǎng)技術(shù),2000，24(2)：8-80.

[5] 孟祥新.220 kV GIS SF6壓力保護(hù)的改造[J].工礦自動化,2011，37(12)：108-111.

[6] 呂斌，倪賽賽，劉洋,等.某330 kV變壓器空載充電接地故障繼電保護(hù)動作分析[J].工礦自動化,2013，39(5)：63-66.

Aiming at the sealing fault of 220 kV GIS circuit breaker in a coal mine and combined with the practical examples, the reasons for bad sealing and its treatment are summarized. Based on the practical experiences, the preventive measures are put forward from the aspects of routine maintenance and installation process, which are helpful in solving the similar faults.

GIS; sealing; disassembly; SF6; circuit breaker

TM595

B

1003-6954(2017)06-0089-03

劉同杰(1984),碩士,現(xiàn)從事變電檢修工作。

2017-08-11)