淺析GIS斷路器油泵漏油的原因及運(yùn)維措施

孫 浩

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局，貴州黔西南562499）

0 引言

GIS是運(yùn)行可靠性高、維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)的高壓電氣設(shè)備，其故障率只有常規(guī)設(shè)備的20%～40%，但GIS也有其缺點(diǎn)，例如SF6氣體泄漏、外部水分滲入、導(dǎo)電雜質(zhì)的存在、絕緣子老化、油泵家族性故障等因素影響，都可能導(dǎo)致GIS發(fā)生故障。而GIS的全密封結(jié)構(gòu)使故障的定位及檢修比較困難，檢修工作繁雜，事故發(fā)生后的平均停電檢修時(shí)間比常規(guī)設(shè)備長(zhǎng)，其停電范圍廣，常涉及非故障元件。

1 典型故障

1.1 事故簡(jiǎn)介

2019年某換流站發(fā)生一起GIS斷路器緊急缺陷，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)5043斷路器A相機(jī)構(gòu)箱內(nèi)存在噴油現(xiàn)象，此斷路器機(jī)構(gòu)型號(hào)為GST-550BH；額定電壓：550 kV；操作方式：分相操作。在將斷路器操作到檢修狀態(tài)后，檢修人員打開(kāi)機(jī)構(gòu)箱發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)信號(hào)缸過(guò)渡塊下有大量油跡，如圖1所示，檢查油箱油位低至告警油位以下，油壓表壓力顯示正常為33 MPa，隨后對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行泄壓，檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)航插及端子排未受油跡影響，擦凈液壓機(jī)構(gòu)模塊上油跡后，發(fā)現(xiàn)信號(hào)缸上部的過(guò)渡塊右側(cè)加工孔螺塞處滲漏油，如圖2所示，隨即對(duì)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行排油，排油后拆下右側(cè)加工孔螺塞后發(fā)現(xiàn)墊圈已損壞斷裂。

圖1 開(kāi)關(guān)滲漏油

圖2 開(kāi)關(guān)滲漏油位置

1.2 事故處理過(guò)程

檢修人員在作業(yè)下方鋪墊毛巾，防止更換過(guò)程中過(guò)渡塊內(nèi)流出的殘油弄臟機(jī)構(gòu)箱，拆下固定在信號(hào)缸側(cè)面的行程開(kāi)關(guān)的固定螺栓并放置在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，拆下固定過(guò)渡塊和信號(hào)缸的4顆M8螺栓，取下信號(hào)缸和過(guò)渡塊整體放置在鋪墊有毛巾的地面上，將信號(hào)缸和過(guò)渡塊進(jìn)行拆解，拆下原過(guò)渡塊上的白色保護(hù)墊圈和O形密封圈，在新過(guò)渡塊和對(duì)接面上及槽內(nèi)薄涂硅脂SH45，在槽內(nèi)安裝白色保護(hù)墊圈和O形密封圈，安裝新的過(guò)渡塊并緊固，在過(guò)渡塊上安裝信號(hào)缸并緊固，安裝信號(hào)缸側(cè)面的行程開(kāi)關(guān)，在螺塞上裝入O形圈并薄涂硅脂SH45，在過(guò)渡塊兩側(cè)加工孔處裝入螺塞（新品），緊固力矩12 Nm。安裝常高壓油側(cè)和命令側(cè)排氣閥，其中排氣螺栓下方螺母緊固力矩100 Nm，上方螺母緊固力矩40 Nm。打開(kāi)油箱注油至綠色標(biāo)線以上停止，未發(fā)現(xiàn)有滲漏油現(xiàn)象。

2 故障分析

2.1 漏油原因分析

（1）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)過(guò)渡塊右側(cè)堵頭處進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，重新擰入螺塞后位置不正，檢查螺孔內(nèi)部螺紋完好，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)螺孔開(kāi)孔尺寸有偏差，導(dǎo)致螺塞安裝不良。

（2）機(jī)構(gòu)過(guò)渡塊命令側(cè)油管路螺孔與端面垂直度不良，螺塞帶O形圈無(wú)法正確安裝，O形圈受力不均勻，一側(cè)因受力過(guò)大導(dǎo)致出現(xiàn)斷裂，不能起到很好的密封作用，由于該側(cè)油壓高，故該處的高壓油噴出形成漏油現(xiàn)象，如圖3所示。

圖3 漏油原因分析

2.2 漏油引起的其他現(xiàn)象分析

2.2.1 機(jī)構(gòu)頻繁打壓原因

由于設(shè)備處于合閘運(yùn)行狀態(tài)，過(guò)渡塊內(nèi)高壓油滲漏失壓，機(jī)構(gòu)壓力下降至32 MPa時(shí)啟動(dòng)油泵，補(bǔ)壓至33 MPa，油泵停止。漏油一直持續(xù)，機(jī)構(gòu)繼續(xù)失壓，形成了“油泵補(bǔ)壓——漏油失壓——繼續(xù)補(bǔ)壓”的循環(huán)狀態(tài)，因此出現(xiàn)了機(jī)構(gòu)頻繁打壓現(xiàn)象，且隨著液壓油的泄漏，油箱內(nèi)的液壓油減少，補(bǔ)壓時(shí)間間隔將會(huì)變小，頻繁打壓現(xiàn)象加劇，直至液壓油不足，油泵處于持續(xù)補(bǔ)壓狀態(tài)。開(kāi)關(guān)油泵故障前后打壓次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

從表1看出：

表1 開(kāi)關(guān)油泵故障前后打壓次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（1）油泵補(bǔ)壓時(shí)長(zhǎng)基本一致，電機(jī)輸出功率穩(wěn)定，補(bǔ)壓效率未降低。

（2）補(bǔ)壓間隔時(shí)間縮短，漏油現(xiàn)象在第6次補(bǔ)壓后呈現(xiàn)急劇增加趨勢(shì)，并最終在第8次補(bǔ)壓過(guò)程中12：47：09時(shí)因油箱內(nèi)液位低報(bào)油泵故障信號(hào)。

2.2.2 油泵故障原因

機(jī)構(gòu)頻繁補(bǔ)壓，高壓油不斷充滿過(guò)渡塊，油從過(guò)渡塊命令側(cè)不斷漏出，漏油導(dǎo)致油箱內(nèi)油位下降，當(dāng)油箱內(nèi)油位低至低油位報(bào)警開(kāi)關(guān)33Q動(dòng)作時(shí)，GCB油泵故障信號(hào)出現(xiàn)，如圖4所示。

圖4 油泵故障信號(hào)

3 運(yùn)維建議

（1）用塞尺檢查螺塞是否有間隙，有間隙的螺塞需要停電時(shí)拆解檢查或更換。

（2）關(guān)注機(jī)構(gòu)打壓異?；蛴捅霉收闲盘?hào)，出現(xiàn)異常時(shí)檢查機(jī)構(gòu)是否有滲漏油，機(jī)構(gòu)箱底部是否有油跡，并及時(shí)更換受損密封件或緊固機(jī)構(gòu)，安裝螺栓。

（3）定期巡查，檢查機(jī)構(gòu)是否有漏油、滲油現(xiàn)象，早發(fā)現(xiàn)早處理。

4 其他類似故障分析及建議

（1）換向閥滲漏油。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，存在滲漏油的30相換向閥，漏油量輕微，屬于正常現(xiàn)象。后續(xù)處理：如果發(fā)現(xiàn)漏油量明顯增多，必要時(shí)更換密封圈。

（2）信號(hào)缸的過(guò)渡塊排氣閥螺栓滲漏油。

從設(shè)備安裝到目前為止，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)排氣閥漏油情況：1）2017年漏油位置，現(xiàn)場(chǎng)檢查緊固螺栓后漏油現(xiàn)象消失。2018年該位置又出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)更換兩個(gè)排氣閥，更換后試驗(yàn)合格，目前為止沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏油。2）2018年液壓機(jī)構(gòu)排氣閥漏油，現(xiàn)場(chǎng)緊固排氣閥后，到目前為止沒(méi)有漏油現(xiàn)象。泄漏原因：排氣閥采用紫銅墊密封，紫銅墊的安裝狀態(tài)、緊固力矩的大小，都有可能導(dǎo)致滲漏油。后續(xù)處理：如果發(fā)現(xiàn)此處有滲漏油現(xiàn)象，應(yīng)更換排氣閥和密封墊。

（3）機(jī)構(gòu)頻繁打壓。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的整站斷路器油泵打壓次數(shù)可知：每相機(jī)構(gòu)每月打壓次數(shù)不同，某相打壓次數(shù)最多，為43次，平均每天打壓1.43次。打壓次數(shù)差異原因：液壓機(jī)構(gòu)打壓次數(shù)和整個(gè)油路系統(tǒng)密封性有關(guān)，特別是換向閥、二級(jí)閥、安全閥等主要位置的密封性是造成打壓差異的主要原因。對(duì)整臺(tái)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，密封性的差異是客觀存在的，因此油泵打壓次數(shù)有差異是正?，F(xiàn)象，只要每天打壓次數(shù)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，就不影響設(shè)備的性能。但如果機(jī)構(gòu)打壓次數(shù)有增多趨勢(shì)，就需要分析原因，必要時(shí)進(jìn)行維修或更換處理。如果打壓次數(shù)很穩(wěn)定，則不需要處理。

5 結(jié)語(yǔ)

GIS設(shè)備制造技術(shù)在不斷進(jìn)步和發(fā)展，40多年來(lái)，各GIS生產(chǎn)廠家圍繞著提高經(jīng)濟(jì)性和可靠性這兩個(gè)主要目標(biāo)，在元件結(jié)構(gòu)、組合形式、制造工藝以及使用和維護(hù)方面進(jìn)行了大量研究、開(kāi)發(fā)。目前，GIS設(shè)備的技術(shù)性能與參數(shù)已超過(guò)常規(guī)開(kāi)關(guān)設(shè)備，并且結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，可靠性大大提高，為GIS進(jìn)一步小型化發(fā)展創(chuàng)造了十分有利的條件。