辛鵬新東北電氣集團高壓開關(guān)有限公司

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GIS防護性能的改進

辛鵬
新東北電氣集團高壓開關(guān)有限公司

摘要：本文筆者結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，就GIS防護性能的改進提出幾點個人建議，也希望通過本文筆者的粗淺闡述，能夠為廣大同行在今后的工作中提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：GIS；防護性能；改進

一、概述

中國的經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。為了適應(yīng)經(jīng)濟不斷發(fā)展的要求，作為能源支柱的電力事業(yè)必將發(fā)展在先。與常規(guī)開關(guān)設(shè)備相比，SF6全封閉組合電器（以下簡稱全封閉組合電器），國際上稱為“氣體絕緣變電站”或“氣體絕緣開關(guān)設(shè)備”（Gas Insulated Switchgear，簡稱GIS），將高壓帶電部分密封在接地的金屬外殼中，內(nèi)部充入滅弧性能優(yōu)良的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，結(jié)構(gòu)緊湊，不僅大幅度縮小了體積和站地面積，而且因為導電回路也封閉在金屬罐體內(nèi)，所以幾乎可以不考慮環(huán)境條件的變化而引起絕緣性能的降低，因而具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，尤其使用于人口比較稠密的城市電網(wǎng)。獨具的易維護甚至智能化免維護等優(yōu)點，已成為變電站新建及改造項目中開關(guān)設(shè)備的首選。

然而隨著GIS產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用及普遍運行，近年來多雨潮濕地區(qū)戶外運行的設(shè)備出現(xiàn)多發(fā)性操作機構(gòu)箱滲水導致的傳動環(huán)節(jié)銹蝕情況，上述現(xiàn)象皆系產(chǎn)品密封部位防水防腐設(shè)計考慮不足，影響到其使用性能，并最終危害電網(wǎng)運行安全?，F(xiàn)以我公司近期開展的提升GIS設(shè)備防護性能各項舉措為例，談下GIS防護性能的改進。

二、GIS部件的防護性能改進

（一）原因

經(jīng)近年來與多地用戶討論及我公司現(xiàn)場勘查，機構(gòu)箱滲水受潮主要由以下原因造成：

1、大氣中的水分、紫外線、高低溫度、污穢等如果與密封材料(圈)直接接觸、會加速密封材料老化失效；裸金屬密封面接觸水分、污穢、紫外線等其他介質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕，破壞密封面結(jié)構(gòu)，引起密封功能失效。

2、由于氣候（高溫、高濕及多雨水）及安裝工藝等原因操動機構(gòu)二次電纜重載插接件與電纜連接處護套有開縫現(xiàn)象，重載插接件與機構(gòu)箱連接的密封圈老化開裂，導致機構(gòu)箱進水。

3、由于現(xiàn)場很多環(huán)節(jié)需開啟機構(gòu)箱，導致防水密封圈失效，機構(gòu)箱蓋板密封不嚴。

（二）改進方案

1、原各廠家重載插接件與電纜連接處原多為熱縮套鎖緊結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)易老化變形膨脹，造成接頭處開裂由此處滲水，現(xiàn)我公司采用新型金屬電纜接頭鎖緊電纜（電纜接頭處采用百葉方式鎖緊電纜，對應(yīng)直徑不同的電纜采用變徑百葉來鎖緊電纜），同時可鎖緊金屬軟管外套，并在裝配時要求用膠布包扎裸露的電線電纜伸入插接件外殼內(nèi)部5mm，用扳手鎖緊螺母從而解決了因氣候原因造成的連接縫隙進水問題。

2、使電纜槽盒為二次電纜走線保護所用，此部分因板材較薄且制作部規(guī)范問題，常因變形造成進水，導致倒灌至產(chǎn)品機構(gòu)箱體，現(xiàn)應(yīng)規(guī)范制造工藝等工序，并與新型電纜接頭緊密配合，達到防水、整齊、美觀。

3、重載插接件因其安裝簡便、便于維護及排查等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高鐵及高壓開關(guān)行業(yè)，其與機構(gòu)箱連接的密封環(huán)節(jié)多由插接件供應(yīng)商提供。根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)的密封膠圈斷裂老化的現(xiàn)象，經(jīng)多次試驗，對該密封圈的技術(shù)要求宜提出進一步要求：

密封膠圈防護等級為IP65,具有耐紫外線、日照、高低溫老化性能，且在此條件下不允許出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，老化壽命為20年；密封膠圈壓縮量保證40％以上。

4、考慮到操動機構(gòu)箱蓋等部位，因現(xiàn)場調(diào)試連鎖試驗等環(huán)節(jié)，需開箱檢查，故原密封結(jié)構(gòu)多采用發(fā)泡橡膠，它具有壓縮率高及與箱蓋連接緊密等特點。但事實上多次開閉機構(gòu)室，易造成發(fā)泡橡膠密封圈的性能降低直至斷裂。故所有防水密封圈的材質(zhì)宜更改為硬度和變形率更好、不易老化的硅橡膠，其邵式硬度應(yīng)定在50°±5°之間。同時對產(chǎn)品本身的防水密封槽也應(yīng)優(yōu)化設(shè)計，密封槽法蘭外側(cè)更應(yīng)倒角，已利于防水膠涂抹，并摒棄以往壓縮率越高密封越好的理念，應(yīng)從壓縮率及填充率兩方面綜合考核密封環(huán)節(jié)。（詳見表1，以斷路器操動機構(gòu)及三工位開關(guān)操動機構(gòu)箱蓋為例）

表1　新舊材質(zhì)防水密封圈壓縮量對比

5、對于密封薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)涂抹平面密封劑，并嚴格規(guī)定其涂抹位置及用量，宜在密封槽底面、外側(cè)面及外側(cè)大法蘭面全部涂抹。對于密封劑的選擇，推薦道康寧7091，此密封劑具有常溫下固化，不垂滴，粘結(jié)有連續(xù)性，固化后成為有撓性的硬橡膠等優(yōu)點。通過使用該密封劑的亦可增加防水密封的可靠性。

6、對于斷路器操動機構(gòu)室具有體積大、對接面長且極為重要的特點，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上多以考慮，推薦于機構(gòu)室罐體密封槽內(nèi)側(cè)增加了防水墻設(shè)計(詳見圖2)，進一步增加防護密封的可靠性。

圖2　

三、結(jié)語

GIS防護性能是非常重要的，密封環(huán)節(jié)設(shè)計合理與否是保證設(shè)備能否長期運行的重要因素，因此要求廠家對防護性能在設(shè)計上要嚴謹，并對可能造成損害的因素考慮周全，現(xiàn)場安裝應(yīng)對每個環(huán)節(jié)執(zhí)行到位，保證可靠性。