GIS設備新型帶壓堵漏工裝的研究

國網(wǎng)伊犁伊河供電有限責任公司 帕提合努爾·葉列解甫 馮再均 朱毓龍 李 強 王李琦

SF6氣體作為良好的絕緣介質(zhì)在電力系統(tǒng)設備中得到廣泛的應用，由于設備密封結(jié)構(gòu)的失效、零部件質(zhì)量及安裝等問題，設備漏氣現(xiàn)象十分普遍。目前電力系統(tǒng)堵漏的方法主要如下：

更換密封件。該方法可行性高，但需對設備進行停電泄壓，影響電力系統(tǒng)的正常運行；高頻沖擊或打捻法。通過對漏點周圍進行打擊使金屬產(chǎn)生形變，形變逐步積累，從而達到堵漏的目的，該方法只針對漏氣壓力小的砂眼部位；夾具注膠法。通過對泄漏部位安裝專用夾具，構(gòu)建密封空間，采用注射槍注入密封膠，建立新的密閉空間，該方法適用范圍小，專用夾具僅能用于管道堵漏；粘接法。采用膠黏劑對漏點表面進行堵漏，但膠黏劑固化需一定時間，泄漏壓力會將泄漏部分“吹破”,成功率低。幾種方法都存在堵漏時間長、堵漏范圍小以及堵漏成功率低的缺陷，不能適用于不同缺陷的漏氣。

1 背景及意義

根據(jù)中國電力科學研究院2017年編寫的《電力變壓器密封件使用情況及滲漏油故障》及廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院《GIS設備典型缺陷及故障分析專題匯報》，電力設備在變電站運行中出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象普遍存在。國網(wǎng)《十八項電網(wǎng)重大反事故措施》明確對漏氣速度超過閾值的需及時處理，減少安全隱患。

SF6氣體的泄漏有幾點危害：在高溫或電弧作用下可分解成氟化氫、二氧化硫、四氟化硫等有毒物質(zhì)，會對環(huán)境造成污染、危害人員的健康；GIS漏氣會導致水分進入GIS氣室內(nèi)，造成氣室內(nèi)SF6微水含量增加，電氣絕緣性能及滅弧性能下降，影響設備的安全運行；GIS漏氣使密閉的氣室內(nèi)氣體壓力下降，氣室絕緣性能、滅弧性能降低甚至造成氣體密度繼電器報警，從而造成大范圍的停電；SF6氣體價格昂貴，漏氣會造成維修成本、運行成本增加。

目前對于電力GIS設備漏氣缺陷的解決方法主要是更換密封性能不良的密封圈，開展上述檢修工作需要申請設備停電進行設備放氣、充氣操作，工期長、效率低、成本高。此次研究GIS設備新型帶壓堵漏工裝，實現(xiàn)絕大部分漏氣缺陷的不停電、快速化處理，提升電網(wǎng)的經(jīng)濟利益，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益最大化。

2 新型帶壓堵漏工裝研究

此GIS設備新型帶壓堵漏工裝的結(jié)構(gòu)由鎖緊基座、鎖緊蓋板、密封件等部件組成：鎖緊基座。固定在漏點處，安裝、拆卸方便，不受壓力影響；密封件。鎖緊基座與鎖緊蓋板連接的重要工具；鎖緊蓋。可承受漏點壓力并與鎖緊基座固定，操作方便、安全可靠。材質(zhì)：鎖緊基座及鎖緊蓋板采用304不銹鋼材質(zhì)，既能保證強度滿足要求，又能美觀不銹蝕；密封件采用丁腈橡膠，既能防止老化又能更好的保證密封性能。

此堵漏工裝研究的優(yōu)點在于：堵漏工裝基于粘接法的堵漏方式，利用鎖緊基座、鎖緊扣具的配合，在固定鎖緊基座的膠固化后再利用鎖緊扣具進行堵漏，避免出現(xiàn)泄露氣體將膠吹破的現(xiàn)象，成功率高，且鎖緊基座的底座可根據(jù)不同的GIS設備的漏點形狀進行調(diào)整，使其能夠緊密切合在漏點表面，從而可滿足砂眼、裂紋以及法蘭等堵漏，適用范圍廣。而密封件的使用則確保了鎖緊基座與鎖緊扣具之間的密封性能，避免造成二次泄露。

對于鎖緊卡座的頂端與嵌合扣具的底端均設計為斜面，則是為了嵌合扣具在嵌入鎖緊卡座下端時，能夠更方便人工施力。在后續(xù)再將鎖緊扣具的嵌合扣具嵌入鎖緊基座內(nèi)的鎖緊卡座的下端時，當需使用施力工裝來輔助安裝時，施力工裝安裝凹槽的設計則是為了方便施力工裝的安裝。

3 工裝設計

3.1 工裝結(jié)構(gòu)說明

圖1中1～8依次為底座、連接座、出氣孔、鎖緊卡座、鎖緊蓋板、嵌合扣具、密封件、凹槽。鎖緊基座具有與GIS設備泄露處相貼合的底座1，在底座1的上端連接有連接座2，在底座1與連接座2內(nèi)部具有自下而上依次貫穿底座1與連接座2的出氣孔3，且出氣孔3的尺寸大于GIS設備泄露孔的尺寸，在連接座2的空腔的內(nèi)壁的頂端具有一對鎖緊卡座4，使得出氣孔3呈倒T形狀。與鎖緊基座的連接座2相連的鎖緊扣具，鎖緊扣具包括鎖緊蓋板5，在鎖緊蓋板5底端具有一對與鎖緊卡座4配合的L形狀嵌合扣具6，使得整個鎖緊扣具呈類π形狀，兩個嵌合扣具6上端整體的外壁的尺寸不大于兩個鎖緊卡座4之間的間距，兩個嵌合扣具6的下端整體的外壁的尺寸大于兩個鎖緊卡座4之間的間距且不大于出氣孔3的尺寸。

圖1 堵漏工裝示意圖

兩個鎖緊卡座4相鄰一側(cè)均為一斜面，且兩個鎖緊卡座4的斜面呈倒八字形分布，同時嵌合扣具6的底端的兩側(cè)也為與鎖緊卡座4的斜面的傾斜方向相同的斜面。對于鎖緊卡座4的頂端與嵌合扣具6的底端均設計為斜面，則是為了嵌合扣具6在嵌入鎖緊卡座4下端時，利用兩個斜面的配合進行導向，能夠更方便人工施力。

連接座2的兩側(cè)中部位置均具有施力工裝安裝凹槽8，從而使得整體的連接座2呈工字形狀。在后續(xù)在將鎖緊扣具的嵌合扣具嵌入鎖緊基座內(nèi)的鎖緊卡座的下端時，當需使用施力工裝來輔助安裝時，施力工裝安裝凹槽的設計則是為方便施力工裝的安裝。套裝在兩個嵌合扣具6外側(cè)的密封件7，該密封件7在嵌合扣具6的下端嵌入至鎖緊卡座4下端時，密封件7的上下兩側(cè)分別貼合鎖緊蓋板5的底端與連接座2的頂端。在此工裝中密封件7采用密封圈。

3.2 工作原理

在對于GIS設備進行泄露處理時，首先將鎖緊基座置于GIS設備的泄露處，并將底座1貼合GIS設備，以確保泄露孔位于出氣孔3內(nèi)，然后利用膠將鎖緊基座固定在GIS設備上，此時泄露孔泄露的氣體仍能順利從出氣孔3處排出，因此不會影響膠的固化，待膠固化后再將已套裝上密封件7的鎖緊扣具與鎖緊基座固定，利用嵌合扣具6從鎖緊卡座4的上端嵌入至鎖緊卡座4的下端、實現(xiàn)鎖緊扣具與鎖緊基座的固定，此時出氣孔3被封住、即泄露孔被堵上，完成堵漏，然后再在鎖緊扣具、密封件7與鎖緊基座的外側(cè)再包覆一層膠，完成加固，避免二次泄露。

3.3 現(xiàn)場使用效果研究

為驗證此帶壓堵漏工裝在實際工況中的應用情況，2019年8月對某供電公司GIS漏氣管道進行堵漏處理，壓力表顯示0.65MPa；先根據(jù)堵漏工藝進行漏點檢測、打磨等操作，再使用堵漏工裝，將鎖緊基座固定在漏點處，現(xiàn)場操作便捷，約3h順利完成整個堵漏施工，極大的縮短了堵漏時間，且在堵漏后的90天內(nèi)未發(fā)現(xiàn)再次漏氣現(xiàn)象，成功解決了此部位漏氣問題。通過此次實際現(xiàn)場堵漏，再次驗證了此工裝的可操作性、成功性。根據(jù)此次實際現(xiàn)場堵漏的成功，采用此帶壓堵漏工裝，后期對多家供電公司所屬變電站、換流站GIS漏氣設備進行堵漏，應用范圍廣泛，漏氣部位涵蓋了砂眼、裂縫、管道接頭、法蘭等，均在堵漏后未發(fā)現(xiàn)再次漏氣現(xiàn)象。

此帶壓堵漏工裝，基于粘接法的堵漏方式，利用鎖緊基座、鎖緊扣具的配合，在固定鎖緊基座的膠固化后再利用鎖緊扣具進行堵漏，避免出現(xiàn)泄露氣體將膠吹破的現(xiàn)象，成功率高。鎖緊基座的底座可根據(jù)不同的GIS設備的漏點形狀進行調(diào)整，使其能緊密切合在漏點表面，從而可滿足砂眼、裂縫及法蘭等堵漏，而密封件的使用則確保了鎖緊基座與鎖緊扣具間的密封性能，避免造成二次泄露。目前此工裝已大量運用到實際現(xiàn)場堵漏中。因操作便捷，施工人員能迅速掌握相關(guān)操作技能，及時完成項目施工，且未發(fā)現(xiàn)再次漏氣現(xiàn)象，客戶很滿意。