GIS設備新型帶壓堵漏工裝的研究

國網伊犁伊河供電有限責任公司 帕提合努爾·葉列解甫 馮再均 朱毓龍 李 強 王李琦

SF6氣體作為良好的絕緣介質在電力系統設備中得到廣泛的應用，由于設備密封結構的失效、零部件質量及安裝等問題，設備漏氣現象十分普遍。目前電力系統堵漏的方法主要如下：

更換密封件。該方法可行性高，但需對設備進行停電泄壓，影響電力系統的正常運行；高頻沖擊或打捻法。通過對漏點周圍進行打擊使金屬產生形變，形變逐步積累，從而達到堵漏的目的，該方法只針對漏氣壓力小的砂眼部位；夾具注膠法。通過對泄漏部位安裝專用夾具，構建密封空間，采用注射槍注入密封膠，建立新的密閉空間，該方法適用范圍小，專用夾具僅能用于管道堵漏；粘接法。采用膠黏劑對漏點表面進行堵漏，但膠黏劑固化需一定時間，泄漏壓力會將泄漏部分“吹破”,成功率低。幾種方法都存在堵漏時間長、堵漏范圍小以及堵漏成功率低的缺陷，不能適用于不同缺陷的漏氣。

1 背景及意義

根據中國電力科學研究院2017年編寫的《電力變壓器密封件使用情況及滲漏油故障》及廣東電網公司電力科學研究院《GIS設備典型缺陷及故障分析專題匯報》，電力設備在變電站運行中出現漏氣現象普遍存在。國網《十八項電網重大反事故措施》明確對漏氣速度超過閾值的需及時處理，減少安全隱患。

SF6氣體的泄漏有幾點危害：在高溫或電弧作用下可分解成氟化氫、二氧化硫、四氟化硫等有毒物質，會對環境造成污染、危害人員的健康；GIS漏氣會導致水分進入GIS氣室內，造成氣室內SF6微水含量增加，電氣絕緣性能及滅弧性能下降，影響設備的安全運行；GIS漏氣使密閉的氣室內氣體壓力下降，氣室絕緣性能、滅弧性能降低甚至造成氣體密度繼電器報警，從而造成大范圍的停電；SF6氣體價格昂貴，漏氣會造成維修成本、運行成本增加。

目前對于電力GIS設備漏氣缺陷的解決方法主要是更換密封性能不良的密封圈，開展上述檢修工作需要申請設備停電進行設備放氣、充氣操作，工期長、效率低、成本高。此次研究GIS設備新型帶壓堵漏工裝，實現絕大部分漏氣缺陷的不停電、快速化處理，提升電網的經濟利益，實現經濟效益和社會效益最大化。

2 新型帶壓堵漏工裝研究

此GIS設備新型帶壓堵漏工裝的結構由鎖緊基座、鎖緊蓋板、密封件等部件組成：鎖緊基座。固定在漏點處，安裝、拆卸方便，不受壓力影響；密封件。鎖緊基座與鎖緊蓋板連接的重要工具；鎖緊蓋。可承受漏點壓力并與鎖緊基座固定，操作方便、安全可靠。材質：鎖緊基座及鎖緊蓋板采用304不銹鋼材質，既能保證強度滿足要求，又能美觀不銹蝕；密封件采用丁腈橡膠，既能防止老化又能更好的保證密封性能。

此堵漏工裝研究的優點在于：堵漏工裝基于粘接法的堵漏方式，利用鎖緊基座、鎖緊扣具的配合，在固定鎖緊基座的膠固化后再利用鎖緊扣具進行堵漏，避免出現泄露氣體將膠吹破的現象，成功率高，且鎖緊基座的底座可根據不同的GIS設備的漏點形狀進行調整，使其能夠緊密切合在漏點表面，從而可滿足砂眼、裂紋以及法蘭等堵漏，適用范圍廣。而密封件的使用則確保了鎖緊基座與鎖緊扣具之間的密封性能，避免造成二次泄露。

對于鎖緊卡座的頂端與嵌合扣具的底端均設計為斜面，則是為了嵌合扣具在嵌入鎖緊卡座下端時，能夠更方便人工施力。在后續再將鎖緊扣具的嵌合扣具嵌入鎖緊基座內的鎖緊卡座的下端時，當需使用施力工裝來輔助安裝時，施力工裝安裝凹槽的設計則是為了方便施力工裝的安裝。

3 工裝設計

3.1 工裝結構說明

圖1中1～8依次為底座、連接座、出氣孔、鎖緊卡座、鎖緊蓋板、嵌合扣具、密封件、凹槽。鎖緊基座具有與GIS設備泄露處相貼合的底座1，在底座1的上端連接有連接座2，在底座1與連接座2內部具有自下而上依次貫穿底座1與連接座2的出氣孔3，且出氣孔3的尺寸大于GIS設備泄露孔的尺寸，在連接座2的空腔的內壁的頂端具有一對鎖緊卡座4，使得出氣孔3呈倒T形狀。與鎖緊基座的連接座2相連的鎖緊扣具，鎖緊扣具包括鎖緊蓋板5，在鎖緊蓋板5底端具有一對與鎖緊卡座4配合的L形狀嵌合扣具6，使得整個鎖緊扣具呈類π形狀，兩個嵌合扣具6上端整體的外壁的尺寸不大于兩個鎖緊卡座4之間的間距，兩個嵌合扣具6的下端整體的外壁的尺寸大于兩個鎖緊卡座4之間的間距且不大于出氣孔3的尺寸。

圖1 堵漏工裝示意圖

兩個鎖緊卡座4相鄰一側均為一斜面，且兩個鎖緊卡座4的斜面呈倒八字形分布，同時嵌合扣具6的底端的兩側也為與鎖緊卡座4的斜面的傾斜方向相同的斜面。對于鎖緊卡座4的頂端與嵌合扣具6的底端均設計為斜面，則是為了嵌合扣具6在嵌入鎖緊卡座4下端時，利用兩個斜面的配合進行導向，能夠更方便人工施力。

連接座2的兩側中部位置均具有施力工裝安裝凹槽8，從而使得整體的連接座2呈工字形狀。在后續在將鎖緊扣具的嵌合扣具嵌入鎖緊基座內的鎖緊卡座的下端時，當需使用施力工裝來輔助安裝時，施力工裝安裝凹槽的設計則是為方便施力工裝的安裝。套裝在兩個嵌合扣具6外側的密封件7，該密封件7在嵌合扣具6的下端嵌入至鎖緊卡座4下端時，密封件7的上下兩側分別貼合鎖緊蓋板5的底端與連接座2的頂端。在此工裝中密封件7采用密封圈。

3.2 工作原理

在對于GIS設備進行泄露處理時，首先將鎖緊基座置于GIS設備的泄露處，并將底座1貼合GIS設備，以確保泄露孔位于出氣孔3內，然后利用膠將鎖緊基座固定在GIS設備上，此時泄露孔泄露的氣體仍能順利從出氣孔3處排出，因此不會影響膠的固化，待膠固化后再將已套裝上密封件7的鎖緊扣具與鎖緊基座固定，利用嵌合扣具6從鎖緊卡座4的上端嵌入至鎖緊卡座4的下端、實現鎖緊扣具與鎖緊基座的固定，此時出氣孔3被封住、即泄露孔被堵上，完成堵漏，然后再在鎖緊扣具、密封件7與鎖緊基座的外側再包覆一層膠，完成加固，避免二次泄露。

3.3 現場使用效果研究

為驗證此帶壓堵漏工裝在實際工況中的應用情況，2019年8月對某供電公司GIS漏氣管道進行堵漏處理，壓力表顯示0.65MPa；先根據堵漏工藝進行漏點檢測、打磨等操作，再使用堵漏工裝，將鎖緊基座固定在漏點處，現場操作便捷，約3h順利完成整個堵漏施工，極大的縮短了堵漏時間，且在堵漏后的90天內未發現再次漏氣現象，成功解決了此部位漏氣問題。通過此次實際現場堵漏，再次驗證了此工裝的可操作性、成功性。根據此次實際現場堵漏的成功，采用此帶壓堵漏工裝，后期對多家供電公司所屬變電站、換流站GIS漏氣設備進行堵漏，應用范圍廣泛，漏氣部位涵蓋了砂眼、裂縫、管道接頭、法蘭等，均在堵漏后未發現再次漏氣現象。

此帶壓堵漏工裝，基于粘接法的堵漏方式，利用鎖緊基座、鎖緊扣具的配合，在固定鎖緊基座的膠固化后再利用鎖緊扣具進行堵漏，避免出現泄露氣體將膠吹破的現象，成功率高。鎖緊基座的底座可根據不同的GIS設備的漏點形狀進行調整，使其能緊密切合在漏點表面，從而可滿足砂眼、裂縫及法蘭等堵漏，而密封件的使用則確保了鎖緊基座與鎖緊扣具間的密封性能，避免造成二次泄露。目前此工裝已大量運用到實際現場堵漏中。因操作便捷，施工人員能迅速掌握相關操作技能，及時完成項目施工，且未發現再次漏氣現象，客戶很滿意。