新建變電站GIS設備漏氣原因分析

李政廉，佘 鑫，胡曉東，楊 帥，成 峰

(1.湖南省送變電工程有限公司，湖南 長沙 410015；2.國網湖南省電力有限公司益陽供電分公司，湖南 益陽 413000)

0 引言

近年來，隨著電網建設步伐的加快，SF6氣體絕緣開關設備(gas insulated switchgear, GIS)裝用量迅速增加。同時，由于GIS等主設備的采購價格逐年降低，部分供應商追求利益最大化，沒能嚴格貫徹質量標準，降低原材料或外構件檔次，加之第三方監造水平參差不齊，沒能充分發揮設備監造作用，多種因素導致新入網的GIS設備質量問題凸顯。其中，SF6氣體泄漏故障就是GIS設備缺陷中最常見的一種。

根據在對某新建變電站110 kV GIS設備進行密封性檢漏試驗時發現的一起SF6氣體泄漏故障，通過采用手持式SF6紅外檢漏儀精準定位疑似漏氣氣室，并現場對2個氣室開罐檢查情況，分析漏氣原因，總結經驗教訓。最后，針對故障情況對廠家后續處理措施和GIS設備安裝注意事項提出合理建議，從源頭上解決GIS設備漏氣故障問題，實現新建變電站GIS設備“零缺陷”并網，確保電網安全穩定運行。

1 工程概況

某變電站為新建220 kV戶外HGIS智能變電站，共安裝有220 kV主變壓器2臺；220 kV最終出線6回，本期1回；110 kV最終出線14回，本期6回。其中，110 kV最終出線采用新東北電氣集團超高壓有限公司制造的GIS設備，共計18個間隔，為戶外型產品。其內部結構如圖1所示。

圖1 GIS內部結構示意

2 檢漏情況

2.1 檢漏原理

對某新建變電站110 kV GIS設備進行密封性檢漏試驗時，試驗人員使用的是利用紅外吸收光譜法的原理工作的手持式SF6紅外檢漏儀。紅外吸收光譜法又稱紅外分光光度法，它是利用物質對紅外電磁輻射的選擇性吸收特性來對物質進行定性定量分析。因為光輻射在氣體中傳播時氣體分子會對光輻射進行吸收、散射而衰減，因此利用氣體在某一特定波段的吸收特性可以實現對氣體的檢測。

SF6在紅外波段(中心波長10.55 μm)具有非常強的吸收性，SF6紅外傳感器就是在該波段內，通過檢測SF6氣體對紅外光的吸收，來實現SF6氣體的定量檢測。SF6氣體紅外傳感器的檢測原理如圖2所示，傳感器內部由發送端發射一定波長(10.55 μm)的紅外光，照射到傳感器末端的鏡面上發生反射，最后被接收端所收集，根據該波長紅外光強度的變化與SF6氣體濃度的關系，經過電子測量系統處理后，就可得到SF6氣體的濃度。

圖2 SF6檢漏儀檢測原理

2.2 檢漏過程

2019-10-09，湖南省送變電工程有限公司試驗人員在某新建變電站110 kV GIS設備安裝充氣完畢，局部包扎24 h后，對其進行密封性檢漏試驗時，發現多個氣室普通手孔和帶防爆膜手孔位置出現12處SF6微滲情況。

10月15日，廠家派專業技術人員攜帶設備到現場進行檢測，仍發現多個氣室普通手孔和帶防爆膜手孔位置17處SF6微滲。廠家將漏氣值較大的普通手孔及帶防爆膜手孔先逐個拆除螺絲，用吸塵器吸螺孔和注膠孔，然后按照力矩要求對螺栓進行重新緊固。當日共處理42處對接口，處理完成后重新包罩，等待再次檢測。

10月16日，廠家使用專業檢漏設備和湖南省電力有限公司電科院專家現場對已經局部包扎24 h后的GIS設備所有母線上SF6氣體泄漏值超標的普通手孔及帶防爆膜手孔對接口進行密封性檢漏試驗，試驗結果發現經過廠家專業處理后的普通手孔SF6氣體泄漏值均符合國標要求，帶防爆膜手孔SF6氣體泄漏值高于0.05 ‰的有14個，其中有兩個帶防爆膜手孔檢測值比較大，分別為0.243 5 ‰，0.309 ‰，遠遠超過國標規定檢漏試驗的數值不高于0.03 ‰的要求。

3 現場對漏氣氣室開罐檢查情況

10月22日下午，廠家派專業技術人員到現場對I母線封堵端頭氣室SF6氣體泄漏值超標的帶防爆膜手孔進行開罐檢查，對密封面、密封槽尺寸測量，測量結果均滿足圖紙要求；密封圈外觀檢查未發現異常，拆除防爆裝置后檢查發現防爆膜安裝不平整，其半邊卷起導致密封圈密封不嚴而引起氣體泄漏。當日，廠家現場技術人員對此帶防爆膜手孔內部防爆膜、密封圈、干燥劑進行更換，清理密封面后按照拆卸相反順序進行恢復安裝，對該氣室抽真空后充入額定壓力SF6氣體。10月23日上午對手孔進行包罩，局部包扎24 h后，10月24日上午廠家使用專業檢漏設備和湖南省電力有限公司電科院專家現場對該氣室進行檢漏時，發現原漏點SF6氣體泄漏值為0，符合國標要求，經檢測，SF6氣體微水、純度試驗合格。

4 漏氣原因分析

對現場多次檢漏情況進行全面梳理，建立記錄卡，統計各氣室普通手孔及帶防爆膜手孔檢漏的數據，分析數據，得出結論：逐個拆除螺栓，用吸塵器吸螺孔及注膠孔，然后按照力矩要求對螺栓進行重新緊固的處理方法對普通手孔有效，帶防爆膜手孔按照上述處理方法處理后，檢測數據變化比較大。

從現場1個漏氣的帶防爆膜手孔進行開罐檢查情況分析，漏氣原因為：

(1) 密封面處理不到位。

(2) 螺栓緊固力不均。

(3) GIS設備內部防爆膜組裝工藝不良，且為隱蔽缺陷，給設備運行帶來隱患。

5 處理措施及建議

5.1 處理措施

廠家現場技術人員針對所有疑似漏氣的帶防爆膜手孔氣室首先通過SF6氣體回收裝置回收氣體；然后，打開防爆膜手孔蓋，檢查罐體密封面，拍照記錄存檔，清理密封面，更換防爆膜處密封圈，更換防爆膜，更換防爆膜裝置壓環處密封圈，更換干燥吸附劑，更換新的防爆膜手孔蓋，按照拆卸相反順序進行恢復安裝，按力矩要求緊固螺栓，抽真空后注氣至額定氣壓，完成后自檢。廠家全部處理自檢合格后，對所有疑似漏氣的帶防爆膜手孔進行包罩，局部包扎24 h后，廠家使用專業檢漏設備和湖南省電力有限公司電科院專家現場對GIS設備所有母線上SF6氣體泄漏值超標的帶防爆膜手孔對接口進行密封性檢漏試驗，檢漏數值全部在規程標準范圍內，結果合格。

5.2 建議

(1) GIS設備注膠充氣前應由廠家現場技術指導人員進行螺栓力矩復測、緊固，并通知監理現場見證。

(2) GIS設備一定確保在無塵環境中進行安裝工作，同時嚴格檢查密封圈是否平整放置在密封槽內，并仔細檢查密封槽內是否含有異物。

(3) 試驗人員應對該變電站所有GIS設備進行檢查、檢漏，自查自糾排查漏氣氣室，消除安全隱患，避免類似情況發生，保障電網安全穩定運行。