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        淺析水電站GIS設(shè)備SF6氣體泄漏原因及檢漏方法

        2018-03-28 12:34:03
        四川水利 2018年5期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備檢測

        (嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司,四川 蒼溪,628400)

        由于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)組合電器占地面積小、可靠性高、安裝周期短及基本不受外界環(huán)境影響,其運行安全可靠,且維護工作量少,因此近年來被廣泛應(yīng)用于電站、變電所等項目。GIS組合電器是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件等單元,封閉在接地的金屬體內(nèi)組成的成套組合電器,其內(nèi)部充有一定壓力的SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。由于GIS連接部位多,對設(shè)備的密封性及產(chǎn)品質(zhì)量要求較高,在安裝和運行過程中,如不符合要求,就有可能出現(xiàn)漏氣的情況,設(shè)備內(nèi)SF6氣體壓力是GIS絕緣、載流、開斷與關(guān)合能力的標志,一旦出現(xiàn)漏氣將嚴重影響設(shè)備的正常、安全運行。

        隨著國內(nèi)GIS設(shè)備廣泛應(yīng)用,GIS設(shè)備的SF6氣體泄漏成為最常見的缺陷,據(jù)統(tǒng)計約占GIS設(shè)備缺陷的30%~40%。SF6氣體泄漏將造成以下危害:①SF6氣體泄漏會造成氣體密度降低、微水含量增加,其絕緣性能和滅弧性能會大大降低,造成GIS設(shè)備絕緣性能降低,影響設(shè)備安全穩(wěn)定運行;②SF6氣體屬于惰性、溫室效應(yīng)氣體,泄漏會造成大氣環(huán)境污染;③微水與SF6氣體分解物發(fā)生反應(yīng)分解生成有毒的氟化物,不但會腐蝕絕緣材料,有毒物質(zhì)泄漏還會嚴重損壞人體健康;④SF6氣體價格貴,泄漏會增加生產(chǎn)運維成本。因此,需嚴格控制GIS設(shè)備SF6氣體的泄漏,確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行及保護運行環(huán)境。

        1 SF6氣體泄漏缺陷案例

        GIS設(shè)備SF6氣體泄漏一般發(fā)生在:焊接件焊縫、鑄件表面有針孔或砂眼、密封圈老化、螺栓松動、氣體管路連接處、密度繼電器結(jié)合面等,現(xiàn)結(jié)合幾起GIS設(shè)備SF6氣體泄漏案例,對其進行簡要分析。

        1.1 SF6空氣套管法蘭面泄漏

        某水電站在日常巡回時發(fā)現(xiàn)500kV線路氣室密度繼電器表壓接近報警值0.42MPa,專業(yè)班組通過包扎檢漏法對重點懷疑的幾個部位進行檢查,均未發(fā)現(xiàn)有泄漏情況,最后通過紅外氣體檢漏測溫成像儀檢測到在SF6空氣套管支架上法蘭面存在間歇性的泄漏。

        此泄漏缺陷是由于使用環(huán)境、安裝工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理多種原由引起的缺陷,由于套管支架方形法蘭過大存在積水,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時未考慮戶外法蘭結(jié)合面防水,該結(jié)合面長時間受雨水侵蝕,造成密封圈腐蝕形成泄漏通道,在套管輕微擺動時引起SF6間歇性的泄漏。此缺陷在可控的狀態(tài)下,可結(jié)合線路檢修處理,未處理前定期補充SF6氣體,加強巡回檢查記錄,處理時按照規(guī)程規(guī)范對法蘭面密封圈、氣室真空、SF6氣體凈化進行處理,同時對戶外法蘭面采取了防雨水措施。

        1.2 盆式絕緣子破裂漏氣

        某水電站上位機監(jiān)控報500kV刀閘氣室低壓報警0.42MPa動作,檢查人員根據(jù)現(xiàn)象分析GIS設(shè)備刀閘存在漏氣的情況。

        當班運行人員立即向調(diào)度申請,將發(fā)生漏氣的刀閘氣室停電隔離,對氣室相關(guān)部件進行包扎檢漏未發(fā)現(xiàn)漏氣,用肥皂水進一步檢查盆式絕緣子法蘭處,發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子邊沿存在漏氣,經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)隔離刀閘氣室的盆式絕緣子本體出現(xiàn)破裂,致使盆式絕緣子邊沿密封失效,造成氣室SF6氣體從裂紋處快速向外泄漏,使氣室壓力快速下降。

        此泄漏缺陷是由于在安裝時盆式絕緣子法蘭面扭力不均埋下的隱患,在長時間運行過程中,受振動等因素影響最終破裂。

        1.3 密度繼電器校表閥法蘭面泄漏

        某水電站在進行500kV GIS設(shè)備密度繼電器校表閥改造過程中,將密度繼電器校表閥更換完成后,按照相關(guān)工藝流程對相關(guān)密封面進行氣密性試驗,驗證安裝質(zhì)量,檢查是否存在泄漏情況,檢查G10-11密度繼電器校表閥法蘭面時,SF6氣體檢漏儀報警,對此校表閥進行拆卸,發(fā)現(xiàn)法蘭面密封圈存在劃傷,即漏氣位置。

        此類缺陷是由于在安裝時沒仔細檢查密封件造成的,故在安裝過程中嚴格控制質(zhì)量,遵守工藝流程,杜絕缺陷發(fā)生。

        2 SF6氣體泄漏常用的檢測方法

        2.1 真空法

        此方法是用于GIS設(shè)備安裝和檢修過程中,在尚未充氣的SF6設(shè)備,檢測相關(guān)氣室氣密性。先對氣室抽真空至133Pa以下,并維持真空泵運轉(zhuǎn)至少在30min以上,停泵并與泵隔離,30min后讀取真空度值A(chǔ);再靜觀5h以上,讀取真空度值B,要求B-A≤67Pa(極限允許值133Pa),則可判定為設(shè)備密封性良好;真空度下降越少,則密封設(shè)備的氣密性越好,理想條件下真空度下降應(yīng)未零;如果發(fā)生泄漏,則需要通過儀器檢測出真空度下降的程度和速度,由此推斷出泄漏速度和可能的年泄漏量。

        此方法具有一定的局限性,只適用于新安裝和檢修的設(shè)備,對于運行設(shè)備依然需要其他手段來進行。

        2.2 包扎法

        此方法是用于發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備疑似泄漏的時候。采用柔性材料制成的密封包裝布將設(shè)備可能泄漏部位包扎起來,并將包裝布緊貼在設(shè)備表面。包扎幾小時后,泄漏的氣體會集聚在密封布內(nèi),可以檢測出SF6檢漏設(shè)備泄漏的部位。

        這種方法不需要斷電,成本低廉,操作簡便,同時不受設(shè)備表面粗糙度的限制,并大致評估出泄漏速度,屬于定性的一種檢測手段。

        2.3 氣泡法

        此方法是用于發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備疑似泄漏的時候,將肥皂水用刷子涂在可能發(fā)生泄漏的密封部位,出現(xiàn)向外鼓泡的地方就是漏點。

        此法簡單易行,設(shè)備在運行時可使用,但也存在不夠精確,也屬于定性的一種檢測手段。

        2.4 紅外成像檢測

        此方法是用于GIS設(shè)備可能泄漏進行大范圍的檢測,當存在SF6氣體泄漏時,紅外成像儀檢測到氣體輻射并在顯示設(shè)備上形成泄漏畫面。

        此法具有良好的實時性和遠程性,可以準確定位,不需設(shè)備停電,但成本較高,無法具體定量地測出泄漏的速度和濃度,也屬于定性的一種檢測手段。

        3 結(jié)論

        GIS設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛,SF6氣體泄漏直接影響GIS設(shè)備安全運行,還存在其他諸多危害,需要運維單位進行嚴格管理,仔細巡檢。

        GIS設(shè)備運行中,須對各氣室SF6氣體壓力進行巡視、檢查,并定期進行檢漏工作。發(fā)現(xiàn)壓力異常降低的要及時查明原因并安全處理,可將不同的檢測方法組合使用進行準確檢查,確保GIS設(shè)備的安全、經(jīng)濟、可靠運行。

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