淺析500kVGIS檢修管理的現(xiàn)狀及對(duì)策

黃捷

（浙能集團(tuán)樂(lè)青電廠，浙江 溫州 325600）

1 國(guó)內(nèi)部分廠家對(duì)GIS階段性維護(hù)保養(yǎng)的推薦

GIS開(kāi)關(guān)氣室外部部件，特別是戶外型GIS開(kāi)關(guān)，包括操作機(jī)構(gòu)、螺栓、潤(rùn)滑油，就地控制柜繼電器、密封圈等與運(yùn)行時(shí)間密切相關(guān)，故建議采用年限周期的方式進(jìn)行檢修。而室內(nèi)布置的GIS相對(duì)運(yùn)行情況良好，無(wú)特殊缺陷性故障且考慮經(jīng)濟(jì)性要素的情況下可采用斷路器分合次數(shù)達(dá)到某一定值的方式進(jìn)行檢修。以下是國(guó)內(nèi)使用較多的GIS廠家對(duì)檢修周期及檢修方式的推薦情況：（1）日本三菱：每6年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體檢查、更換主部件；（2）廈門(mén)ABB：每5年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；斷路器分合5000次需打開(kāi)主管體檢查維修、更換主部件；（3）上海西門(mén)子：每10年或開(kāi)關(guān)分合3000次進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；每25年或斷路器分合6000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行大修；（4）新東北：每6年或開(kāi)關(guān)分合500次進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行大修；（5）平高東芝：每12年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；每18年需打開(kāi)主管體進(jìn)行定期維修；（6）西電開(kāi)關(guān)：每6年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式；每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行定期維修。

2 修前設(shè)備狀態(tài)分析

設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的檢查，主要以外觀表計(jì)示數(shù)為主，周期可為每周或每月。檢查內(nèi)容包括：（1）指示設(shè)備的位置狀態(tài)；（2）異常的噪音和氣味；（3）過(guò)熱導(dǎo)致的變色；（4）外殼及支架的生銹損傷情況；（5）氣壓及油壓標(biāo)記示數(shù)；（6）Sf6微水7紅外熱成像（一般情況下每個(gè)元件的溫升不超過(guò)50K，在最高環(huán)境溫度為40℃外殼的溫升不超過(guò)30K）；（7）如有條件可配置SF6氣體紅外檢漏儀，對(duì)法蘭面及氣體管道進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)，在SF6氣體壓力下降較為明顯的情況中比較常規(guī)的液體表面張力法、定性檢漏、定量檢漏法有著無(wú)需直接接觸、檢測(cè)靈敏度高、支持任何背景等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)CIGRE對(duì)日本、中東、歐洲的335臺(tái)200kV電壓等級(jí)以上GIS主要故障部件的統(tǒng)計(jì)，斷路器或開(kāi)關(guān)29.9%，隔離開(kāi)關(guān)18.2%，接地開(kāi)關(guān)3.6%，電流互感器1.2%，電壓互感器4.8%，母線6.9%，母線管道與連接部分22.4%，氣體套管6.9%，電纜盒與密封件1.8%，變壓器出口套管1.8%，避雷器1.2%，其他部分1.5%?？梢葬槍?duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線管道及連接部分等缺陷較為頻繁的設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)巡檢并制定相應(yīng)策略。

3 項(xiàng)目開(kāi)展及注意事項(xiàng)

3.1 常規(guī)檢修開(kāi)展

清掃、整體檢查、試驗(yàn)數(shù)據(jù)要求可以參照DL596.預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 項(xiàng)目消缺及特殊檢修開(kāi)展

由于GIS設(shè)備實(shí)際運(yùn)行壽命一般超過(guò)30年，通常需要完成內(nèi)部機(jī)構(gòu)檢查以確保性能的延續(xù)，設(shè)備運(yùn)行超過(guò)15年或者發(fā)生異常運(yùn)行情況后可進(jìn)行，可能的主要內(nèi)容包括：（1）斷路器檢修工作（包含滅弧室和隔離開(kāi)關(guān)氣室的拆卸和更換）；（2）液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)檢查更換；（3）隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀機(jī)構(gòu)箱檢修；（4）LCP屏維護(hù)；（5）破損結(jié)構(gòu)件更換；（6）吸附劑更換；（7）筒體充抽SF6氣體；（8）常規(guī)檢修項(xiàng)目。

3.3 修后檢查試驗(yàn)

3.3.1 目視檢查

記錄維護(hù)檢修工作前后的氣體壓力和運(yùn)行計(jì)數(shù)器參數(shù)。檢查外殼、支撐結(jié)構(gòu)和操作箱表面上是否有生銹的部分或油漆剝落。清潔后如發(fā)生生銹或剝落的區(qū)域，使用專用涂料涂刷。檢查SF6氣體管道是否有松動(dòng)，SF6氣體含水量檢測(cè)及純度檢測(cè)。

3.3.2 SF6氣體含水量檢測(cè)及純度檢測(cè)

開(kāi)關(guān)間隔充氣后至少8小時(shí)后，應(yīng)測(cè)量確認(rèn)含水量不超過(guò)150ppm或500ppm-V。氣體純度不低于98%，否則應(yīng)重新充放氣。

3.3.3 SF6氣體壓力開(kāi)關(guān)測(cè)試

關(guān)閉主要?dú)忾T(mén)，打開(kāi)充氣口進(jìn)行泄壓，分別將表計(jì)泄壓至報(bào)警壓力、閉鎖壓力，檢查是否可靠拒動(dòng)，記錄數(shù)據(jù)及動(dòng)作情況。

3.3.4 油壓動(dòng)作測(cè)試及油壓充氣測(cè)試

將警鈴或蜂鳴器連接至壓力開(kāi)關(guān)的輸出端口或其他適用于測(cè)試的可用端口。自動(dòng)充壓至額定油壓，確認(rèn)充壓速率小于42sec/1.0MPa。拉開(kāi)油泵電源開(kāi)關(guān)。打開(kāi)手動(dòng)減壓閥檢查壓力，分別檢查報(bào)警、閉鎖壓力下，開(kāi)關(guān)是否可靠拒動(dòng)。

3.3.5 漏油測(cè)試

設(shè)定油壓為31.5MPa并記錄環(huán)境溫度。停運(yùn)油泵并保持5個(gè)小時(shí)。檢查油壓及油溫，確認(rèn)漏油速度小于0.5MPa/h。

式中，P1、t1為測(cè)試前的壓力和溫度；P2、t2為試驗(yàn)后的壓力和溫度；T為測(cè)試時(shí)間；P2’為溫度補(bǔ)償；△P為漏油速度。

3.4 注意事項(xiàng)

（1）禁止開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀在筒體無(wú)SF6氣體或是運(yùn)輸微正壓的情況下分合，一定壓力的SF6具有黏稠性，對(duì)開(kāi)關(guān)起到保護(hù)作用，同樣的未充氣至額定壓力的開(kāi)關(guān)所做的試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法正確反應(yīng)出物理狀態(tài)。（2）對(duì)氣室內(nèi)的檢修，開(kāi)蓋后應(yīng)通風(fēng)15分鐘，進(jìn)入前測(cè)量氧氣濃度，使用吸塵器收集筒底固體塵埃。（3）氣室充、抽氣應(yīng)連接過(guò)濾器和預(yù)濾器。SF6充氣過(guò)程中，真空狀態(tài)下（小于300Pa）至少需保持1h，國(guó)內(nèi)部分氣體廠家建議時(shí)間為6h。（4）氣密性檢查應(yīng)安排在間隔充氣至額定壓力值的6小時(shí)后，SF6質(zhì)量檢查應(yīng)安排在間隔充氣至額定壓力值的12小時(shí)后。（5）對(duì)于開(kāi)蓋檢修的戶外GIS設(shè)備，需在環(huán)境濕度小于80%的情況下開(kāi)展檢修工作。在高環(huán)境濕度的環(huán)境下，需盡量縮短開(kāi)蓋時(shí)間，同時(shí)延長(zhǎng)真空保壓時(shí)間?？諝饣厥諘r(shí)，氣壓在1300Pa左右水分開(kāi)始蒸發(fā)；壓力保持500Pa左右約20分鐘，水分含量逐漸降低；壓力300Pa左右水分逐漸消失。在60分鐘時(shí)水分下降速度趨于平緩。

4 數(shù)種在線監(jiān)測(cè)方式的討論

4.1 電氣方法

局部放電發(fā)生非常迅速，持續(xù)時(shí)間微1～2ms，在整個(gè)系統(tǒng)傳輸過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一些衰減和失真，為了提高靈敏度，可采用特高頻（UHF）檢測(cè)法，將帶寬延展到1200MHz左右。然而高頻組份具有高傳播消耗的特性，將受限于監(jiān)測(cè)范圍（10～20m）。另一種方法是使用幾百兆赫的頻帶，兼顧靈敏度與監(jiān)測(cè)范圍。

4.2 聲學(xué)方法

使用采用帶接觸探針的便攜式超聲波監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)局放過(guò)程中的聲波信號(hào)，該種探測(cè)器的輸出通過(guò)電學(xué)方法轉(zhuǎn)換成人耳可識(shí)別的聲學(xué)信號(hào)，并送入耳機(jī)為檢查者記錄分析。但需要注意的是，如果發(fā)電發(fā)生在絕緣子中如絕緣子內(nèi)含有氣泡，往往會(huì)衰減聲波信號(hào)不利于檢查發(fā)現(xiàn)；如果是金屬顆粒污染放電、電極上存在毛刺等情況則會(huì)非常容易被檢測(cè)錄入。

4.3 化學(xué)技術(shù)

在SF6氣體中發(fā)生的局放會(huì)造成SF6分接并產(chǎn)生微量的分解物。分解物的化學(xué)成分非常復(fù)雜，經(jīng)常分析的有：SOF2、SO2F2、SO2等。然而氣室較大的間隔往往會(huì)稀釋分解物的濃度且配備的干燥劑會(huì)吸附分解物，從而影響監(jiān)測(cè)分析。局放產(chǎn)生的分解物與內(nèi)部拉弧故障產(chǎn)生的分解物相似、含量不同，與變壓器油色譜新三比值法概念相似，未來(lái)仍有許多的發(fā)展可能。

5 SF6氣體的檢修管理

在電力行業(yè)中大量使用的六氟化硫，其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，通常條件下不易分解，生命周期可達(dá)3200年、GWP值為8000，對(duì)溫室效應(yīng)的影響極大。1997年中國(guó)就已經(jīng)簽署并核準(zhǔn)了《京都協(xié)定書(shū)》對(duì)溫室氣體的排放嚴(yán)格控制。

事實(shí)上，電力設(shè)備維修和退役所造成的SF6排放量約占全氟化物氣體總排放的70%，故加強(qiáng)GIS檢修中的SF6管理尤為重要。首先，檢修方式下需保證管體抽氣的時(shí)間，筒體內(nèi)部的盆式絕緣子及機(jī)械不部件之間有大量縫隙容易積存氣體。其次，在日常巡檢中應(yīng)注意氣室年漏氣量小于0.5%,巡檢應(yīng)同時(shí)記錄當(dāng)時(shí)的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，便于在相似環(huán)境下的數(shù)據(jù)比對(duì)。

6 結(jié)語(yǔ)

GIS檢修間隔時(shí)間普遍大于12年，優(yōu)質(zhì)的檢修技術(shù)對(duì)接下來(lái)設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。在電力市場(chǎng)改革的時(shí)代浪潮下，降低了因設(shè)備可控、可預(yù)見(jiàn)缺陷導(dǎo)致的停役消缺所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。但以提高效率、降低成本、優(yōu)化資源配置為主導(dǎo)的市場(chǎng)機(jī)制，對(duì)GIS的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求。