電纜終端頭對GIS電纜倉氣體濕度的影響

彭延濤 李繼東 李鵬

摘要：對氣體絕緣金屬封閉開關設備組合電器電纜倉FS6氣體濕度異常超標問題和FS6氣體濕度檢測數據隨設備運行環境溫度波動變化大問題進行深入分析，找出原因并制定檢修策略解決設備運行問題，保證變電設備安全運行和可靠供電。

關鍵詞：GIS ?電纜倉 ?FS6氣體濕度 ?電纜終端頭 ?運行環境溫度

秦皇島供電公司所屬110kV南里莊站在2012年4月13日安排102GIS間隔行例行預防性試驗中發現102B相電纜倉氣體濕度超標，數值為607uL/L，超出運行許可值≤500uL/L的規程規定標準。

1 GIS設備基礎數據

南里莊站所配置的GIS為三相共箱型，且出線全部采用電纜終端出線方式，高壓110kV側為單元接線，配置為上海思源電氣有限公司生產的GIS，合計3個獨立間隔，型號為ZFW28-126/2000A/40KA，三相共箱結構;2010年10月出廠，2011年1月投運，出廠編號：G09016。高壓電纜型號ZR-YJW-02/240，江蘇建業生產;GIS終端頭為艾爾斯商貿上海公司產品。

2 FS6氣體濕度對GIS設備的影響

SF6氣體濕度為GIS中的主要參數，運行中GIS各艙室的FS6氣體濕度監測數據是保障GIS安全穩定運行的主要技術參數指標，若氣體濕度數據超標將嚴重影響設備的安全穩定運行，可造成內部絕緣老化速度加劇，造成局放;局放的持續可造成內部氣體的裂變，產生劇毒產物，嚴重的可造成GIS內部劇烈放電，發生相間短路，最終內部壓力劇增，造成爆炸的惡性事故。因此，對于該參數的掌控極為必要，發現氣體濕度值不合格應立即退出運行，停電進行處理，處理仍不合格應將該間隔退出運行。

對于SF6氣體氣體濕度的標準要求如下：注氣瓶新氣的氣體濕度應不大于8uL/L，設備在充入氣體24小時后斷路器氣室氣體濕度不大于150uL/L，其它氣室不大于300uL/L，運行中要求斷路器室不大于300uL/L，其它室不大于500uL/L，電纜室屬其它。

3 電纜倉FS6氣體處理過程

南里莊站于2011年1月8日投運，據安裝單位提供依據，102間隔高壓電纜B相為原李南線老電纜引入，A/C相為隨新站改造的新電纜。

①2012年4月14日由設備生產廠家對102B相電纜倉其進行更換分子腮、抽真空、注氣處理，處理后經檢測數據為78uL/L，數據合格，當日投入運行。②公司要求將該設備列為注意狀態，該電纜倉投入運行后加強FS6氣體濕度監測次數，具體時間段為：4月23日（190uL/L）、5月2日（246uL/L）、5月8日（276uL/L）、6月20日（300uL/L）、8月16日（290uL/L）、10月11日（550uL/L）、10月23日（572uL/L），通過跟蹤監測發現測試數據繼續呈明顯上升趨勢。③11月1日設備生產廠家再次進行停電處理，更換吸附劑，艙內清理后抽真空處理，當日進行氣體濕度檢測，數值為69uL/L，合格且良好。④11月6日再次進行檢測，數值為118uL/L;11月27日檢測為92uL/L;12月3日檢測為91uL/L。具體數據如圖所示：

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測試環境溫度：

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4 電纜倉FS6氣體濕度超標原因分析

根據先后13次檢測數據進行對比分析，基本上氣體濕度檢測數值與運行環境溫度呈正相關關系，具體分析如下：

①當設備運行環境溫度升高時，檢測出SF6氣體氣體濕度在逐漸升高。其原因可判斷為電纜終端倉在抽真空后并更換吸附劑（分子腮）情況下，運行中不會產生水分，只有在高壓電纜終端頭制作過程中存在工藝不良，且B相電纜為原運行老舊電纜，原終端頭為戶外型時，原電纜運行于專用電纜溝內，夏季積水嚴重，環境潮濕。②該電纜制作GIS終端頭的時段為冬季，環境溫度低于0℃，電纜中存在固態水分并不揮發，因此投運前氣體濕度檢測試驗合格。③設備投入運行后隨運行溫度上升，電纜中水分開始緩慢析出，造成SF6氣體中水分逐漸升高。④4月14日第一次開倉檢修，雖然抽真空處理，更換吸附劑，氣體濕度迅速降低試驗合格但電纜內部殘存的水分并未完全析出。⑤11月6日第二次開倉檢修時因為設備經過暑期高溫的運行，電纜內部殘存固態水分轉化為液態水分逐步析出，且將電纜倉抽真空時間延長一倍，確保電纜內部水分完全析出。

5 后續檢修策略

①繼續定期檢測該倉氣體濕度，特別是在2013年春季隨環境溫度的升高，加密監測，如出現隨溫度的升高，再次出現氣體濕度值升高狀況，需將102電纜倉進行停電處理，斷開B相電纜，重新制作GIS終端頭。②投運后一年內該倉氣體濕度如果無變化，證明電纜中水分已經完全析出，處理方法正確，可以將該設備由注意狀態運行變為正常狀態運行，停止監測。③公司在城市電網改造中，特別是使用老舊高壓電力電纜過渡工程中，電纜終端頭制作施工環境溫度應該在5°C以上進行。

參考文獻：

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[3]劉麥戰.高壓電力電纜終端頭故障淺析[A].中國電氣化鐵路兩萬公里學術會議論文集[C].2005.