北開GIS開關設備漏氣缺陷原因分析及處理措施

徐育平

摘 要：本單位所采用的GIS開關設備由北京北開電氣股份有限公司生產，其技術先進、故障率低，主要的故障為設備漏氣缺陷，本文對GIS開關設備常見的漏氣部位進行總結，分析這些部位出現漏氣問題的原因，并對漏氣檢測方法和漏氣問題處理工藝進行詳細介紹，以供同行參考。

關鍵詞：GIS開關設備；漏氣；原因；檢查；處理

中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0108-02

GIS開關設備即SF6氣體絕緣全封閉組合開關設備，主要有斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器等組成，其原理是將這些設備密封在一個接地的金屬外殼之中，在整個密閉的金屬殼體中充滿SF6氣體介質，其起到滅弧和絕緣的作用。與傳統的開關設備相比，GIS開關設備具有較高的可靠性和安全性，而且結構緊湊、體積較小、噪音小、安裝和檢修簡便、故障率低，目前廣泛應用在高壓和超高壓領域。但是GIS開關設備對密封性要求較高，且結構復雜、制作和檢修工藝的技術難度較高，所以一旦出現故障需要專業的檢修隊伍進行處理，影響正常供電和其他非故障元器件[1]。

1 GIS常見漏氣部位

GIS開關設備常見的漏氣部位主要是法蘭連接處、充氣閥、氣路連通管接頭、密度繼電器接口、互感器二次線端子、二次壓力表接頭、拐臂盒軸封、筒體焊縫裂紋、絕緣子裂紋、進出線套管與法蘭澆鑄處、手孔蓋、傳動軸座軸封、附件砂眼和氣室伸縮節接口等處。一旦GIS開關設備發生漏氣故障，需要專業的檢修人員到場使用檢漏儀進行檢查，確認漏氣部位，主要是對法蘭面、密封槽、絕緣子的平整程度以及外觀等進行檢查，還要確認筒體焊縫有無裂紋和氣孔、鑄造零部件有無砂眼、密封圈有無缺陷等[2]。

2 GIS漏氣原因分析

2.1 焊縫出現裂紋

GIS開關設備的主體結構是筒體和管路，其是由焊接而成的，所以焊縫部位是容易產生漏氣的原因之一，但是筒體和管路在加工的過程中對焊縫的質量要求較高，所以在制作過程中通常不會出現焊縫漏氣的問題，引起焊縫漏氣的原因則可能是在筒體和管路運輸、保管和安裝的過程中，由于外力作用而引起的焊縫出現裂紋的現象，此問題通常通過補焊的方式即可消除。

2.2 密封圈缺陷

在GIS開關設備中，密封圈的密封方式有動態和靜態密封兩種，其中前者由于需要運動結合，所以要求密封圈具有一定的靈活性，此種方式的密封圈壓縮量較小，但是由于往復運動容易對密封圈造成磨損而降低其密封性；而后者是容易出現漏氣的部位之一，主要在靜態密封圈的安裝時，對密封圈本身的質量要求較為嚴格，而且安裝過程中對密封圈有較大的壓縮量，所以如果安裝不規范通常會對密封圈造成損壞，或者在安裝時緊固方式不當，造成密封圈未能落入密封槽底；此外，密封圈的長時間使用導致其老化也會降低其密封性能。

2.3 密封面遭破壞

在GIS開關設備的裝配時，如果操作不當會疏忽容易造成密封面出現磕碰和劃傷等破壞，是引起GIS開關設備發生漏氣的常見原因之一。在對密封面的法蘭進行緊固時，如果緊固方式不對，沒有均衡施力，也會導致密封面發生破壞而發生漏氣問題。

2.4 盆式絕緣子漏氣

在GIS開關設備中盆式絕緣子的作用是支撐和氣隔，由于其支撐的重量較大，承受著較大的擠壓力，所以在裝配的過程中，如果方法不當沒有將其安裝在正確的位置，采用暴力硬壓的方式進行緊固，容易導致絕緣子發生破裂，從而引起漏氣問題[3]。

3 檢查方式及現場處理工藝

3.1 檢查方法

（1）抽真空檢漏。抽真空檢漏是對結構較為復雜、氣室空間較大的部位進行檢漏的常用方法之一，具體的方法是對此部位的氣室進行抽真空達到一定數值，如150Pa，此時記錄時間，并繼續抽真空0.5h，然后停止真空泵靜置0.5h讀取此時氣室內的真空度為A1，之后繼續靜置5h并讀取真空度為A2，如果A2-A1≤150Pa，就證明氣室的密封性良好，反之，則說氣室存在泄漏問題。（2）定性檢漏。在需要對GIS開關設備進行密封性試驗時，檢漏操作需在充氣24h之后進行，并分為定性檢漏和定量檢漏兩個步驟。前者的主要作用是初步查找漏氣部位，在進行定性檢漏之前的準備階段，需對檢測環境進行初步檢查和控制，要求檢測環境中無風且不含有SF6氣體，而且對于檢漏儀的精度要求為大于等于1×10-8，初次還要求待檢測部位的表面無雜質和灰塵等，在用檢漏儀對待檢測部位檢測時，其探槍距離待檢測部位表面1～2mm，并沿著待檢測部位進行緩慢移動，同時觀察檢漏儀的儀表顯示和報警聲音，如果儀表指針擺動較為輕微或者基本不動，也沒有出現報警聲音，則說明待檢測部位的密封性良好，反之則說明待檢測部位存在漏氣現象，需采用肥皂水對待檢測部位進行涂抹，出現大量泡沫的位置即進一步確認為泄漏點。（3）定量檢漏。在GIS開關設備的密封性試驗中，在通過定性檢漏步驟確認漏氣部位或漏點之后需要再進行定量檢漏。其步驟主要有氣體收集、取樣測量和泄漏量計算三步。在對氣體進行收集時通常采用局部包扎法，采用容易測量體積的具有規則幾何形狀的容器在規定時間內進行收集，將收集起來的氣體作為試驗樣品進行體積的計算，并通過累積漏出的SF6氣體濃度經計算得出年漏氣率，且規定年漏氣率不能超過1%。

3.2 現場處理工藝

（1）密封面受力不均的處理。當密封面出現受力不均的問題時，需要對其外觀進行檢查，檢查密封圈兩側的筒體是否在同一直線上，如果肉眼檢測不出，則可借用水平尺等量具，此問題較容易被檢測出，然后通過對筒體的職稱調節螺桿進行調節將筒體中心調至同一直線上，并進行校正。如果是由于螺栓為緊固到位造成密封面不對稱，則需要對氣室進行抽真空，然后將螺栓進行重新緊固。（2）密封面劃傷的處理。此問題的處理方式通常采用500號或600號砂紙進行手工打磨，如果密封面面積較小，則需要用800號砂紙進行再次打磨，打磨時打磨的軌跡要與法蘭周圍的方向一致，當劃痕打磨干凈之后，需要采用工業百潔布進行拋光處理，之后將灰塵和雜質進行清潔，確保處理后的密封面不再出現漏氣現象。（3）密封圈漏氣的處理。當密封圈處發生漏氣問題時，需將密封圈進行拆卸，并對其進行檢查，當密封圈出現劃傷、凸起、變形、老化、空腔等缺陷時需要將其進行更換。在密封圈安裝的過程中，先將密封圈和密封槽進行清潔，清潔后涂抹厚度不大于0.1mm的真空硅脂，在密封圈安裝時需確認將其放入密封槽中，在螺栓的緊固是需按照圖紙和設計要求的力矩進行平衡緊固，避免將其損壞。（4）其他部位漏氣的處理。其他部位如氣體單向閥座和充氣接頭的連接處、SF6氣體壓力表和蓋板處，當壓力表處發生漏氣時，需將壓力表進行拆除，而充氣接頭或蓋板處漏氣時，需將對應的氣室進行斷電，并將氣室內的SF6氣體進行回收后再進行拆解。漏氣故障的處理工藝同以上三種情況的處理工藝。（5）檢查確認。需要注意的是，在經過泄漏檢測和處理之后，需要再進行一次密封試驗檢查，將相應部位的氣室進行抽真空并靜置一段時間，采用抽真空檢漏的方式檢查其密封狀況，如密封良好則將SF6氣體充入并達到額定壓力，靜置24h，微水試驗合格后再進行檢漏，密封良好即可確認對GIS開關設備的漏氣檢測和處理全部完成。

4 結語

GIS開關設備在電力企業中的應用越來越廣泛，其擁有重多優點，但是其制造工藝技術要求高，一旦發生故障其檢修時間較長，影響電力的正常供應。GIS開關設備的主要故障為漏氣缺陷故障，其主要由焊縫出現裂紋、密封圈存在缺陷、密封面遭到破壞以及絕緣子損壞等原因造成的，當漏氣故障發生時，需要按照抽真空檢漏、定性檢漏和定量檢漏的檢查步驟進行漏點確認和年漏氣率的計算，并按照相應的處理工藝對發生問題的部位進行處理，保證GIS開關設備的安全運行和電網的穩定。

參考文獻

[1]孫改蘭，高研.GIS設備漏氣缺陷及防范措施[J].河南電力，2014，（3）：29-31.

[2]李飛宇，馮茜.GIS設備漏氣防范措施[J].硅谷，2015，（1）：127.

[3]趙曉娜，賈玉昌，祁歌，等.河南油田GIS設備漏氣故障分析與處理[J].安全、健康和環境，2015，（1）：5-7.