220 k V組合電器SF6微水超標(biāo)原因分析及處理

賈志輝,蔣 曦,王 偉,劉東亮

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司,石家莊 050021;2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司,河北 滄州 061000)

220 k V組合電器SF6微水超標(biāo)原因分析及處理

賈志輝1,蔣 曦2,王 偉2,劉東亮2

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司,石家莊 050021;2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司,河北 滄州 061000)

針對(duì)某220 k V變電站220 k V出線電纜氣室SF6微水超標(biāo)缺陷,從試驗(yàn)、解體、處理進(jìn)行分析,論述故障產(chǎn)生的原因,提出了防范此類(lèi)問(wèn)題的技術(shù)措施及整改意見(jiàn)。

氣體絕緣組合電器;微量水超標(biāo);吸附劑

1 故障簡(jiǎn)述

220 k V某變電站于2008年5月5日投運(yùn), 220 k V GIS設(shè)備型號(hào)為ZF9-252。GIS設(shè)備采用戶內(nèi)布置、雙母線接線,2008年5月5日投運(yùn)。2014年7月6日例行試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)253、256間隔電纜終端1氣室SF6氣體微水超標(biāo)(＞500μL/L),其他氣室試驗(yàn)結(jié)果正常。7月7日復(fù)測(cè)無(wú)變化,確認(rèn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,說(shuō)明該GIS內(nèi)部存在缺陷,決定進(jìn)一步分析處理。

2 原因分析

2.1 SF6微水試驗(yàn)分析

2014年7月6日,對(duì)220 k V GIS 253、256間隔停電進(jìn)行例行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)253、256間隔電纜終端1氣室SF6氣體微水超標(biāo),其他氣室各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均正常。

253、256間隔各氣室測(cè)試數(shù)據(jù)(阻容法)見(jiàn)表1、表2。

表1 253間隔各氣室測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 256間隔各氣室測(cè)試數(shù)據(jù)

缺陷發(fā)現(xiàn)后,為慎重起見(jiàn),采用了不同測(cè)試原理的儀器(露點(diǎn)法)對(duì)微水超標(biāo)氣室進(jìn)行了復(fù)測(cè),露點(diǎn)法復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)和阻容法測(cè)試數(shù)據(jù)相差不大,說(shuō)明253、256間隔電纜終端1氣室微水確實(shí)超標(biāo)。

253、256間隔2008年5月5日投運(yùn)。2009年12月首次停電進(jìn)行例行試驗(yàn),各間隔氣室測(cè)試數(shù)據(jù)均合格。

針對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析認(rèn)為可能造成SF6氣體微水超標(biāo)的原因主要有:SF6新氣的水分不合格,GIS充入SF6氣體時(shí)帶進(jìn)水分,絕緣件帶入的水分,吸附劑失效,GIS的SF6泄漏點(diǎn)滲入的水分。

根據(jù)各方面檢測(cè)結(jié)果綜合分析,查閱SF6新氣檢測(cè)報(bào)告正常,排除了新氣水分不合格造成微水超標(biāo);查閱缺陷記錄,253、256間隔沒(méi)有發(fā)生過(guò)漏氣缺陷,也沒(méi)有補(bǔ)氣記錄,排除充入SF6氣體時(shí)帶進(jìn)水分和泄漏點(diǎn)滲入水分的可能;因此認(rèn)為吸附劑失效是造成該組合電器SF6微水超標(biāo)的主要原因。

2.2 GIS解體處理

為徹底地檢查、消除故障,于2014年7月8日打開(kāi)253、256間隔電纜終端1氣室頂蓋,打開(kāi)后發(fā)現(xiàn)253、256間隔電纜終端1氣室頂蓋均無(wú)吸附劑且未安裝吸附劑罩,用來(lái)安裝吸附劑罩的4個(gè)螺栓孔擰有螺栓。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)蓋板內(nèi)部沒(méi)有安裝過(guò)吸附劑罩的痕跡,經(jīng)與廠家共同核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙,該氣室設(shè)計(jì)有吸附劑罩,同時(shí)廠家承認(rèn)是出廠時(shí)未安裝。

由于GIS氣室不是完全密封的,規(guī)程規(guī)定每一個(gè)氣室年漏氣率不應(yīng)大于0.5%,GIS內(nèi)部SF6氣體的壓力高于設(shè)備外部大氣的壓力,但SF6氣體中水分壓力小于設(shè)備外部水分壓力,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),水分會(huì)逐漸由GIS設(shè)備的外部向內(nèi)部滲透。例如,GIS設(shè)備內(nèi)SF6氣體的壓力為0.5 MPa,當(dāng)SF6氣體的含水量為150μL/L時(shí),GIS內(nèi)部水分的分壓力為0.075 kPa;若外界的溫度為20℃,相對(duì)濕度為85%,水分飽和壓力為2.33 kPa,外部水分壓力為1.98 kPa;則GIS設(shè)備外部和內(nèi)部的水分壓力之比K=26.4,設(shè)備外部水分壓力大于內(nèi)部的26.4倍。且由于SF6分子直徑為4.56×10-4μm,水分子直徑是3.20×10-4μm,水分子等效分子直徑小于SF6分子直徑,且SF6分子是球狀,而水分子是細(xì)長(zhǎng)棒狀,滲透力極強(qiáng),在內(nèi)外巨大壓差作用下,大氣中的水分會(huì)逐漸通過(guò)密封件滲入GIS的SF6氣體中。對(duì)比253、256間隔各氣室歷次測(cè)試數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)微水逐步升高,也證明了這一現(xiàn)象。同時(shí)253、256電纜1氣室在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中一直沒(méi)有吸附劑,增大了設(shè)備內(nèi)部零部件吸收水分的機(jī)率。

通過(guò)綜合以上試驗(yàn)及解體分析,判斷造成253、256間隔電纜1氣室SF6微水含量上升的原因?yàn)?隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),在內(nèi)外巨大壓差下大氣中的水分會(huì)逐漸通過(guò)密封件滲入GIS的SF6氣體中,由于253、256間隔電纜終端1氣室在廠內(nèi)組裝時(shí)未按設(shè)計(jì)圖紙安裝吸附劑,對(duì)內(nèi)部逐漸增長(zhǎng)的水分起不到吸附作用,所以會(huì)造成微水超標(biāo)。253、256間隔電纜2氣室安裝環(huán)境、工藝與1氣室均相同,唯一不同的是2氣室內(nèi)部安裝有吸附劑,也證明253、256間隔電纜1氣室沒(méi)有安裝吸附劑是造成微水超標(biāo)的主要原因。

3 處理措施及效果

2014年7月10日對(duì)253、256間隔電纜終端1氣室三相吸附劑罩進(jìn)行復(fù)裝,并加裝合格的吸附劑,更換密封圈,對(duì)打開(kāi)過(guò)的氣室抽真空并充入高純氮?dú)鉀_洗置換,再次進(jìn)行抽真空后補(bǔ)充合格的SF6氣體,11日下午補(bǔ)氣完畢,并對(duì)打開(kāi)過(guò)的密封面進(jìn)行包扎,靜置24 h后于12日下午檢漏合格,靜置48 h后于13日下午進(jìn)行SF6氣體微水測(cè)試合格,試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 缺陷處理后各氣室測(cè)試數(shù)據(jù) μL/L

用作GIS內(nèi)部的吸附劑有活性碳、活性氧化鋁和分子篩。吸附劑都是多孔性物質(zhì),具有較強(qiáng)吸附能力。吸附劑的劑量可按氣室的充氣量和內(nèi)部構(gòu)造配置。吸附劑的配置位置可分為靜吸附式和動(dòng)吸附式。靜吸附式吸味劑一般裝在GIS固定位置的過(guò)濾器內(nèi),依靠氣體自身的擴(kuò)散對(duì)流產(chǎn)生吸附,互感器、避雷器氣室、斷路器氣室多采用此配置,動(dòng)吸附式吸味劑一般裝在氣體流動(dòng)通道中,如氣室與SF6充放氣接口、管路進(jìn)口處,隔離開(kāi)關(guān)氣室多采用此配置。如無(wú)加裝吸附劑,氣室內(nèi)缺少足夠的平衡吸附量,對(duì)增多的水分無(wú)法再吸收,會(huì)造成氣室內(nèi)水分迅速增加,加裝吸附劑后試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常,目前該設(shè)備運(yùn)行情況良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析,總結(jié)認(rèn)為該套設(shè)備出廠時(shí)未按設(shè)計(jì)安裝吸附劑是造成此次缺陷產(chǎn)生的主要原因, GIS在廠內(nèi)組裝時(shí)沒(méi)有按照設(shè)計(jì)圖紙安裝吸附劑罩,造成設(shè)備帶缺陷出廠;運(yùn)輸、安裝過(guò)程中一直沒(méi)有安裝吸附劑,暴露出廠家生產(chǎn)工藝控制不嚴(yán),責(zé)任心不強(qiáng)。提出以下建議。

a.在監(jiān)造、安裝、監(jiān)理等各環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)吸附劑是否安裝的檢查。采用滲透率小的密封件,加強(qiáng)氣體絕緣設(shè)備密封面的加工、組裝的質(zhì)量管理,保證密封良好。

b.采用高效吸附劑,使用前應(yīng)進(jìn)行活化處理,配置時(shí)應(yīng)盡量縮短暴漏于大氣中的時(shí)間,盡量減少吸附劑自身帶入的水分。

c.加強(qiáng)例行試驗(yàn)及帶電測(cè)試中SF6氣體微水及組分測(cè)試,及時(shí)發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部缺陷。

[1] 李建明,朱 康.高壓電器設(shè)備試驗(yàn)方法[M].北京:中國(guó)電力出版社,2001.

[2] 陳天翔,王寅仲.電氣試驗(yàn)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

[3] Q/GDW 1168-2013,輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程[S].

本文責(zé)任編輯：丁 力

F
ault Analysis and Processing on SF6Trace Water Exceed Standard of 220 k V Combination Electric Appliance

Jia Zhihui1,Jiang Xi2,Wang Wei2,Liu Dongliang2
(1.State Grid Hebei Electric Power Compangy,Shijiazhuang 050021,China; 2.State Grid Hebei Power Company Cangzhou Power Supply Branch,Cangzhou 061000,China)

In a 220 k V substation 220 k V outlet cable chamber of SF6trace water exceed the standard defects,this paper carries on the analysis from the test,disintegration,processing,discusses the causes of the fault,and puts forward technical measures to prevent such problems and rectifications.

gas insulated switchgear;trace water exceed the standard;adsorbent

TM63

B

1001-9898(2017)02-0047-02

20161131

賈志輝(1972-),男,高級(jí)工程師,主要從事變電運(yùn)維檢修管理工作。