全封閉組合電器塑料吸附劑罩存在的問題及處理

曾 軍，杜 佳，辛慶山，程 慧

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

1 存在的問題

2011年9月3-5日，石家莊供電公司110 kV郭村變電站110 kV 2段母線波紋管漏氣消缺，在更換母線波紋管時發(fā)現(xiàn)吸附劑罩材質(zhì)為塑料，是西安西開高壓電氣有限公司(簡稱“西開公司”)2008年產(chǎn)品。考慮西開公司2008年生產(chǎn)的500 kV組合電器曾在其他地區(qū)發(fā)生塑料吸附劑罩碎裂、吸附劑脫落而造成組合電器放電故障的情況，為確保設(shè)備安全運行，9月9-11日對110 kV郭村變電站110 kV 1段設(shè)備吸附劑罩進行檢查更換，9月16-17日對110 kV郭村變電站110 kV 2段設(shè)備吸附劑罩進行檢查更換。更換過程中，發(fā)現(xiàn)部分吸附劑罩中間部位或螺栓固定部位已經(jīng)存在裂紋，吸附劑罩碎裂情況見圖1。

2 原因分析

2.1 材質(zhì)因素

西開公司在2008年1月對組合電器吸附劑罩進行創(chuàng)新，模仿ABB工藝，將原鋼質(zhì)吸附劑罩更換為塑料吸附劑罩，應(yīng)用到126 kV /252 kV /330 kV /500 kV產(chǎn)品中除斷路器外的其他氣室。2009年以后又將吸附劑罩由塑料材質(zhì)改回不銹鋼。

圖1 吸附劑罩碎裂情況

通過調(diào)查可知ABB公司采用的塑料吸附劑罩整體尺寸較小，最大直徑為130 mm，固定方式為整圈邊壓接，使用的塑料為進口產(chǎn)品，膠性含量較高，塑料本身材質(zhì)較好，運行過程中塑料吸附劑罩未發(fā)生過碎裂問題。

西開公司采用的吸附劑罩整體尺寸較大，最大直徑為352 mm(現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)損壞嚴重的均為此型號)，固定方式為4條或6條螺栓固定，使用的塑料為國內(nèi)產(chǎn)品，膠性含量較低，塑料本身材質(zhì)較差，運行中老化造成碎裂現(xiàn)象較多。

2.2 其他因素

a. 環(huán)境溫度。吸附劑罩受運行溫度影響，過冷和過熱都會加快老化。

b. 安裝位置。吸附劑罩按照使用位置有頂裝模式、側(cè)裝模式(90°裝配)、底裝模式(大于90°裝配)3種。對于頂蓋位置安裝的吸附劑罩，在運行中除考慮溫度變化外，還有裝附的吸附劑質(zhì)量對其造成壓力影響；對于側(cè)蓋位置安裝的吸附劑罩，在運行中除考慮溫度變化外，還有吸附劑質(zhì)量對其造成側(cè)壓力影響；對于底蓋位置安裝的吸附劑罩，在運行中要考慮溫度變化影響。

c. 尺寸大小影響。塑料產(chǎn)品和金屬產(chǎn)品的熱脹冷縮系數(shù)不一樣，在溫度變化時尺寸越大熱脹冷縮的影響就越嚴重；另外吸附劑罩尺寸越大說明需安裝的吸附劑質(zhì)量越大，這樣對其造成影響就會越大。

d. 安裝誤差。加工誤差原因是在安裝過程中部分吸附劑罩和蓋板螺孔位置可能不是很對應(yīng)，在安裝時強行將吸附劑罩和蓋板螺孔位置對正，進而造成吸附劑罩本身產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

2.3 綜合判斷

受環(huán)境溫度影響，各種物品都有熱脹冷縮現(xiàn)象，運行中塑料材質(zhì)吸附劑罩與金屬殼體的膨脹系數(shù)不同，會造成吸附劑罩產(chǎn)生應(yīng)力，內(nèi)部所加吸附劑質(zhì)量造成應(yīng)力增加。應(yīng)力使得吸附劑罩產(chǎn)生變形，在塑料材質(zhì)不良或變形超過彈性變形達到塑性變形時，會造成吸附劑罩本體碎裂。可以判斷郭村變電站內(nèi)吸附劑罩碎裂的主要原因是其材質(zhì)為質(zhì)量差的塑料。

3 處理措施

石家莊供電公司將110 kV郭村變電站的塑料材質(zhì)吸附劑罩全部更換為不銹鋼材質(zhì)的吸附劑罩。

結(jié)合110 kV郭村變電站解體檢查情況，經(jīng)河北省電力公司和西安公司進一步排查，截止2011年11月11日，河北省電力公司5個單位10座變電站40個GIS間隔采用塑料材質(zhì)的吸附劑罩全部更換為金屬吸附劑罩，有效的避免了重大電網(wǎng)設(shè)備事故的發(fā)生。

4 建議

a. 因為組合電器本身外形尺寸較小，SF6氣體受雜質(zhì)和電場均勻強度影響較大，在部分塑料小碎片發(fā)生掉落時，也會對電場均勻程度造成較大的影響，降低導(dǎo)體的擊穿電壓，吸附劑掉落時將直接引發(fā)放電故障。為防止因塑料吸附劑罩碎裂、吸附劑脫落而造成組合電器放電故障的情況發(fā)生，其他地區(qū)需要及時更換變電站組合電器中材質(zhì)為塑料的吸附劑罩。

b. 國家電網(wǎng)公司在《關(guān)于加強氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備全過程管理重點措施》(國家電網(wǎng)生〔2011〕1223號)第十七條規(guī)定：吸附劑罩的材質(zhì)應(yīng)選用不銹鋼或其它高強度材料。在今后簽訂物資訂貨協(xié)議前，應(yīng)嚴格按照國網(wǎng)公司要求，強調(diào)吸附劑罩的材質(zhì)一定要采用不銹鋼或其他高強度材料。