SF6壓力表典型缺陷問題分析及運(yùn)維策略

陶可鵬 陳翹楚

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

SF6氣體是一種無色、無毒的稀有氣體，具有很強(qiáng)的絕緣特性和滅弧能力，已經(jīng)成為變電站內(nèi)斷路器、GIS封閉組合電器和電流互感器等一次設(shè)備的主要絕緣介質(zhì)。SF6電氣設(shè)備符合無油化、小型化及自動(dòng)化的要求，因此得到了廣泛應(yīng)用。這類設(shè)備的內(nèi)部氣體壓力通過SF6壓力表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

SF6壓力表有著控制和保護(hù)系統(tǒng)的雙重作用，其對(duì)氣體壓力值、泄漏引起的壓力下降速度的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。SF6壓力表為精密部件，在雨水、光照、高溫等因素的影響下很容易出現(xiàn)老化，導(dǎo)致其氣密性降低或進(jìn)水受潮，造成氣壓檢測(cè)不準(zhǔn)確；還會(huì)導(dǎo)致表內(nèi)精密部件受潮，絕緣降低，出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地的風(fēng)險(xiǎn)；表內(nèi)因漏氣或進(jìn)水可能發(fā)生輔助接點(diǎn)誤動(dòng)作，或是帶有溫度補(bǔ)償裝置的SF6密度繼電器因長(zhǎng)期正對(duì)陽(yáng)光出現(xiàn)異常，使設(shè)備出現(xiàn)誤報(bào)警等故障。

此外，SF6壓力表暴露在空氣中的表盤容易出現(xiàn)污漬或模糊不清，影響巡視人員查看。針對(duì)近年來SF6壓力表存在的缺陷，對(duì)問題原因及運(yùn)維策略進(jìn)行研究分析，以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，顯得尤為重要。

1 典型缺陷案例

案例一：2019年12月，500 kV某變電站500 kV開關(guān)C相SF6氣體壓力低，達(dá)到0.72 MPa，發(fā)出告警信號(hào)（額定值0.8 MPa，報(bào)警值0.72 MPa，閉鎖值0.7 MPa）。經(jīng)紅外檢漏，發(fā)現(xiàn)開關(guān)C相漏氣點(diǎn)位于壓力表處。隨后更換新的壓力表，然后補(bǔ)充試驗(yàn)合格的SF6氣體至額定壓力值，該缺陷消除。

案例二：2020年9月，繼保班組對(duì)220 kV某變電站220 kV某線路間隔定檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，開關(guān)B、C相的壓力表接點(diǎn)絕緣低，操作回路之間有寄生電壓，立即將情況上報(bào)變電管理所相關(guān)專責(zé)，要求檢修班組在該間隔停電時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。檢修人員現(xiàn)場(chǎng)更換B、C兩相壓力表后測(cè)量其接點(diǎn)絕緣正常，操作和遙信回路不再出現(xiàn)串供電現(xiàn)象。

2 原因分析

案例一中缺陷壓力表為上下兩層結(jié)構(gòu)，經(jīng)紅外檢漏，漏氣點(diǎn)位于壓力表層間位置，對(duì)壓力表進(jìn)行解體分析，進(jìn)一步明確漏氣位置及原因。解體前，檢查壓力表外觀，無明顯破損、銹蝕等異常情況，壓力表由上下兩層構(gòu)成，通過3個(gè)螺釘固定，層間存在約3 mm的空隙。將連接壓力表上下層的螺釘擰開，發(fā)現(xiàn)上下層固定處有3個(gè)緩沖腳墊；上下層通過一根細(xì)銅管連接，作為SF6氣體的通道；銅管有明顯的銹蝕痕跡，如圖1所示。

圖1 壓力表上下層通過細(xì)銅管連接

銅管與上層連接點(diǎn)通過一只螺釘起縱向固定作用，將螺釘擰開后，稍用力即可拔出連接體。連接體由三層金屬片和兩道密封膠圈間隔排列構(gòu)成，其中密封膠圈存在明顯破損、老化現(xiàn)象。銅管與下層連接點(diǎn)通過一段塑膠管起固定與密封作用，未發(fā)現(xiàn)老化、破損現(xiàn)象；用力向外拉，未發(fā)現(xiàn)松動(dòng)。

綜上，通過對(duì)案例一中壓力表進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)以下問題：一是連接上下層的銅管銹蝕，這是由于雨水和濕氣侵入壓力表層間空隙導(dǎo)致；二是銅管與上層的連接體稍用力即可拔出，說明橫向緊固力不足；三是銅管與上層連接體的兩道密封膠圈存在明顯破損、老化現(xiàn)象，說明密封性能下降甚至失效。

案例二中開關(guān)操作回路之間的串供電現(xiàn)象具體表現(xiàn)為：只合上操作電源Ⅰ，操作電源Ⅱ回路帶有-50 V直流電；拆除C相壓力表在相關(guān)二次回路的接點(diǎn)后變?yōu)?27 V左右，拆除B相后變?yōu)?7 V；同樣合上操作電源Ⅱ，操作電源Ⅰ回路帶有-50 V左右寄生電壓，拆除C相壓力表二次回路的接點(diǎn)后變?yōu)?27 V左右，拆除B相后變?yōu)?7 V。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該開關(guān)B、C相壓力表再次進(jìn)行絕緣測(cè)試檢查，發(fā)現(xiàn)兩相壓力表的接點(diǎn)4和5之間絕緣均明顯低于工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的20 MΩ，而其他接點(diǎn)之間的絕緣性能良好。對(duì)兩相壓力表進(jìn)行解體分析，排查到壓力表內(nèi)部電路板接線柱上的4和5之間絕緣電阻低，約為0.5 MΩ，而其他接點(diǎn)之間絕緣電阻正常。

該壓力表的1、2接點(diǎn)接入的是遙信回路，3、4接點(diǎn)接入的是操作電源Ⅰ回路，5、6接點(diǎn)接入的是操作電源Ⅱ回路，而4和5接點(diǎn)之間絕緣降低，是導(dǎo)致串供現(xiàn)象出現(xiàn)的直接原因。該線路間隔進(jìn)行綜自改造時(shí)未發(fā)現(xiàn)此問題，缺陷發(fā)生時(shí)期雷雨天氣較為頻繁，由于該開關(guān)三相壓力表未安裝防雨罩，雨水可從壓力表透氣孔、進(jìn)線孔等位置進(jìn)入表內(nèi)，導(dǎo)致壓力表內(nèi)部受潮，致使電路板接線柱上的4和5之間絕緣低，是缺陷發(fā)生的根本原因。

3 運(yùn)維策略

（1）對(duì)于案例一的缺陷壓力表，設(shè)備廠商無法提供壓力表的結(jié)構(gòu)圖、原理圖等設(shè)備資料，不利于缺陷快速、深入分析，建議SF6電氣設(shè)備采購(gòu)時(shí)要求廠家提供壓力表的結(jié)構(gòu)圖、原理圖。

（2）壓力表可根據(jù)實(shí)際情況配置防雨罩，有效阻止雨水進(jìn)入壓力表層間位置；并在細(xì)銅管外層包覆一層絕緣材料，有效抑制銅管銹蝕，提高壓力表層間連接處的密封性能，抑制壓力表漏氣缺陷。

（3）結(jié)合設(shè)備停電加強(qiáng)對(duì)壓力表的專項(xiàng)檢查，重點(diǎn)檢測(cè)接點(diǎn)之間絕緣電阻是否超過規(guī)定要求，尤其要注意設(shè)備的密封是否良好，防止暴曬或受潮，對(duì)于壓力表的二次線盒需涂抹密封膠，并安裝特制專用防雨罩。

（4）使用一般工具強(qiáng)行拆卸、解體表盤很容易造成其變形，嚴(yán)重影響表盤密封性，緊固圓形表盤時(shí)極易施力不均勻，造成表盤刮花的情況發(fā)生。而且壓力表價(jià)格較高，僅因表盤模糊即更換整個(gè)表計(jì)價(jià)格昂貴且將產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。同時(shí)由于表計(jì)與設(shè)備之間采用鉚接結(jié)構(gòu)連接，拆裝更換整個(gè)表計(jì)存在較大困難。因此，急需研制一種拆裝專用工具對(duì)缺陷壓力表進(jìn)行輪換檢修，并有針對(duì)性地開發(fā)一套新型耐高溫、耐磨且不易模糊的觀察表盤。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)SF6壓力表典型缺陷案例進(jìn)行了原因分析，并提出了整改措施及運(yùn)維策略?？衫肧F6電氣設(shè)備壓力表的結(jié)構(gòu)及原理圖，快速、深入分析缺陷；加強(qiáng)專項(xiàng)檢查，重點(diǎn)檢測(cè)接點(diǎn)之間絕緣電阻是否超過規(guī)定要求；配置專用防雨罩，二次線盒涂抹密封膠，提高壓力表層間連接處的密封性能，抑制壓力表漏氣缺陷，從而確保SF6電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，為電網(wǎng)的安全生產(chǎn)提供有力保障。通過研制壓力表表盤省力拆裝專用工具的科學(xué)手段，可以降低壓力表運(yùn)維過程中的風(fēng)險(xiǎn)，提升工作效率，保證運(yùn)維質(zhì)量和設(shè)備健康度，達(dá)到降低設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的目的?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)證明，所提專用工具能簡(jiǎn)便、快速、省力地更換缺陷壓力表表盤，新型表盤能夠有效減輕表盤模糊現(xiàn)象，值得在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)全面推廣。