GIS現(xiàn)場密封性試驗基本方法及判定標(biāo)準(zhǔn)

王海洋，石治中，趙鵬飛，許思佳

（河南平高電氣股份有限公司，河南平頂山，467001）

GIS現(xiàn)場密封性試驗基本方法及判定標(biāo)準(zhǔn)

王海洋，石治中，趙鵬飛，許思佳

（河南平高電氣股份有限公司，河南平頂山，467001）

GIS密封性試驗通稱為檢漏試驗，是GIS現(xiàn)場交接試驗的最重要項目之一。本文以廣泛應(yīng)用的上海唐山儀表廠生產(chǎn)的LF-ID檢漏儀為例，著重探討GIS現(xiàn)場檢漏方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)。

GIS；密封性試驗；檢漏試驗；LF-ID檢漏儀；現(xiàn)場交接試驗

0　前言

GIS是靠SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的，在開斷短路電流時SF6氣體更是擔(dān)負(fù)著絕緣和滅弧的雙重任務(wù)，所以良好的密封性能是其最基本要求。GIS具有占地面積小、開斷容量大、電壽命長等優(yōu)點，如果其密封性能也同樣優(yōu)良，它可以達(dá)到20年不檢修。隨著“堅強電網(wǎng)”理念的提出，用戶對GIS免維護的要求越來越高，設(shè)備密封性越來越受到用戶重視，密封性試驗已是GIS現(xiàn)場交接試驗最重要的項目之一。下面以上海唐山儀表廠生產(chǎn)的LF-ID檢漏儀為例，介紹GIS現(xiàn)場檢漏方法與判定基準(zhǔn)。

1　LF-ID檢漏儀介紹

上海唐山儀表廠生產(chǎn)的LF-ID檢漏儀，是利用含SF6氣體濃度差別，在一定能量的條件下電離程度的不同而工作的。當(dāng)SF6氣體保持在1.333Pa~0.01333Pa之間的真空狀態(tài)下，由于氣體非常稀薄，自由電子在電場下不斷增加能量的路程增長了，外部只施加較小的能量就能使SF6氣體電離，然后根據(jù)被測氣體電離程度的強弱就可以測量出是否含SF6氣體及其含量是多少。該檢漏儀靈敏度高，具有定量校準(zhǔn)曲線，方便進行定量計算。

每一臺檢漏儀都有其唯一的校準(zhǔn)曲線，見圖1。橫坐標(biāo)代表檢漏儀探槍的讀數(shù)，縱坐標(biāo)代表SF6濃度。檢漏時，檢漏儀的讀數(shù)沒有單位，要換算成濃度值，就要查該檢漏儀的SF6氣體定量校準(zhǔn)曲線。例如，檢漏儀的讀數(shù)為120，從曲線上對應(yīng)縱坐標(biāo)代表的濃度為1.1×10-5（體積比），即11ppm。

現(xiàn)在，我們介紹一下定量校準(zhǔn)曲線的繪制方法。用檢漏儀對配制（常用100ml的針筒配制標(biāo)準(zhǔn)氣）的每一濃度（10-710-610-510-410-3）的標(biāo)準(zhǔn)SF6氣體試驗，每一濃度均有相應(yīng)的讀數(shù)，這些濃度和檢漏儀讀數(shù)在坐標(biāo)紙上就構(gòu)成了相應(yīng)的坐標(biāo)點，把這些點用平滑的曲線連起來，就制成該臺檢漏儀的SF6氣體定量校準(zhǔn)曲線。其中檢漏儀的基數(shù)，為檢漏儀在沒有SF6氣體空氣清新的地方，儀器所顯示的基礎(chǔ)數(shù)值。從圖1可以看到，該臺檢漏儀基數(shù)為30。

圖1　定量校準(zhǔn)曲線

現(xiàn)場檢漏儀的工作環(huán)境一般比較差，通常會遇到運行一定時期之后基數(shù)變化的情況。基數(shù)是儀器各個可調(diào)部位調(diào)整在一定情況下所固有的數(shù)值，定量校準(zhǔn)曲線表是在此基數(shù)基礎(chǔ)上經(jīng)過校準(zhǔn)得來的，基數(shù)穩(wěn)定才能保證曲線中的各項指標(biāo)與檢漏儀的實際檢測性能相符。檢漏儀的實際工況及各部件的工作性能發(fā)生了變化，從而引起基數(shù)的變化，這時原定量校準(zhǔn)曲線表與檢漏儀的實際檢測性能已不再相符。基數(shù)變化越大，原校準(zhǔn)曲線準(zhǔn)確度越低。此時，需要對檢漏儀重新校準(zhǔn)。

LF-ID檢漏儀使用方法見圖2。

從圖2可以看出，開始檢漏前先用校準(zhǔn)瓶試一下檢漏儀，這是為驗證儀器靈敏度，確保試驗有效。驗氣瓶用大約500ml的干凈塑料瓶制作，將瓶蓋用大頭針扎透，并插入針孔內(nèi)，將瓶內(nèi)充滿SF6氣體后，蓋上瓶蓋便制作完成，充一次SF6氣體，可有效使用一個月左右。使用時，檢漏儀在檢漏狀態(tài)，槍探頭短時對準(zhǔn)校準(zhǔn)瓶的測試孔，檢漏儀的聲音、讀數(shù)都有很大的變化。

2　現(xiàn)場檢漏基本方法及判定標(biāo)準(zhǔn)

2.1現(xiàn)場定性檢漏

GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》第49頁14.0.4規(guī)定，采用靈敏度不低于1×10-6（體積比）的檢漏儀對各氣室密封部分、管道接頭等處進行檢測時，檢漏儀不應(yīng)報警。

定性檢漏，也就是用檢漏探槍查找漏點，GIS必須充以額定壓力SF6氣體，充氣時間不少于24h，戶外站應(yīng)避免天氣刮風(fēng)時檢漏，GIS周圍環(huán)境的SF6氣體的含量一般要求不大于檢漏儀基數(shù)5個數(shù)。

定性檢漏時，檢漏探槍對準(zhǔn)GIS的各個密封環(huán)節(jié)、焊縫、鑄件等位置進行緩慢檢測，探槍頭距試品5mm左右，盡量避免接觸試品。對重點部位，如現(xiàn)場對接密封面，應(yīng)加強檢查。根據(jù)檢漏經(jīng)驗，探槍靠試品太近易吸入灰塵及雜物、與產(chǎn)品易磕碰，這樣會加快檢漏儀基數(shù)的漂移。檢漏過程中，檢漏儀讀數(shù)增加大于40個數(shù)的焊縫、砂眼漏氣部位，用肥皂水刷氣泡可以檢查出來，如果讀數(shù)稍微增加，可以采用定量法進一步判斷。

2.2現(xiàn)場包扎檢漏

GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》第49頁14.0.4規(guī)定，必要時要采用局部包扎法進行氣體泄漏測量。以24h的漏氣量換算，每個氣室年漏氣率不應(yīng)大于1%。

DL/T596-1996 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》第567頁規(guī)定，對電壓等級較高的斷路器以及 GIS。因體積大可采用局部包扎法檢漏，每個密封面包扎后歷時5h，測得的SF6氣體含量（體積比）不大于30×10-6。

按照DL/T596-1996標(biāo)準(zhǔn)，GIS密封面包扎5h后罩內(nèi)的SF6含量，通過查定量校準(zhǔn)曲線很容易得到，并能明確判斷產(chǎn)品漏氣量是否合格。下面針對GB50150-2006標(biāo)準(zhǔn)要求，主要介紹氣室年漏氣率的計算方法。

a）計算年漏氣重量G，如下面公式1：

T—1年的小時，365天× 24h =8760h

V—試驗容積，單位m3

K—SF6氣體濃度變化，體積比

t—放置時間，單位h

b）計算年漏氣率r，如下公式2：

G—年漏氣重量，單位kg

M—該氣室充入SF6氣體重量，單位kg

計算年漏氣率時一定要保證單位的一致性，否則結(jié)果會相差甚遠(yuǎn)，包扎容積一般通過估算得到，根據(jù)現(xiàn)場情況，可將容積估算偏大一些。氣室充入SF6重量一般GIS廠家會提供，但我們補充一下波耳—查理定律，方便我們獨自計算氣室內(nèi)SF6重量。

c） 波耳—查理定律

波耳—查理定律，簡單的講為溫度保持一定，氣體的體積與壓力成反比，用公式表示為PV=常量。就氣體的膨脹率來說，幾乎所有的氣體都是一定的，大約是1/273。如α=1/273，α =（V-V0）/（V0t），則V=V0（1+t/273），即一定質(zhì)量的氣體，如壓力一定的話，溫度每上升1deg，氣體體積將增加0℃的體積的1/273。

波耳—查理定律中氣體的體積與絕對溫度成正比，與壓力成反比，如公式3所示，我們并以例題形式介紹氣室SF6充氣重量的計算方法。

例題：在溫度5℃時，1000l的容器中封入0.5 MPa（表壓）的SF6氣體，其重量是多少？

溫度5℃時0.5MPa的SF6氣體，根據(jù)波耳—查理定律20℃的壓力為0.53MPa。

查表求得此時的密度是41.77 kg/m3（20℃），容積是1000l即1m3，SF6氣體的重量是41.77×1=41.77kg。

3　總結(jié)

本文以上海唐山儀表廠生產(chǎn)的LF-ID檢漏儀為例，介紹了GIS現(xiàn)場交接試驗中，SF6定性檢漏與定量檢漏兩種方法。該兩種方法應(yīng)在現(xiàn)場交接試驗中結(jié)合使用，這樣能更準(zhǔn)確判斷GIS漏氣率是否符合要求。

Basic methods and criteria for the field tightness test of GIS

Wang Haiyang，Shi Zhizhong，Zhao Pengfei，Xu Sijia
（Henan Ping Gao electric Limited by Share Ltd， Pingdingshan，Henan，467001）

GIS sealing test known as the leak test， is one of the most important projects of the GIS field handover test.In this paper，using the Shanghai Tangshan instrument factory production of LF-ID detector as an example，discusses the GIS field leak detection method and judgment standard.

GIS； sealing test；leak test；LF-ID detector；field handover test

圖2　LF-ID檢漏儀使用方法