一起800 kV罐式断路器漏气原因分析

朱岸明，宋朝晖，方 勇，李润秋

（西北电网有限公司，西安 710048）

0 引言

目前，西北750 kV电网建设正在大规模展开，累计投产750 kV“16站26线”。其中750 kV兰平乾工程是我国第一条成功商业运营的750 kV同塔双回输变电工程，平凉开关站是该“三站两线”工程的重要节点，同批投产断路器共12台，型号为LW56800/Y5000-50，该断路器属于首次在750 kV变电站运用的新型设备，设备的质量需要在实际运行中进行考核。

2009年9月，平凉开关站罐式断路器发生了漏气事故，严重威胁电网安全稳定运行。本文就该事故发生的原因进行分析，希望对后续工作提供借鉴。

1 异常经过

2009年9月27日，平凉变电站运行人员在设备特巡中发现7520断路器A相本体密度继电器指示接近0.55 MPa （22℃）（断路器额定压力为0.6 MPa，报警压力为0.55 MPa）。使用手持式检漏仪对罐体各法兰面、密度继电器连接面及连接管道等可能漏气部位进行定性检查后，发现水平罐体与套管基座罐体连接法兰面处（靠机构侧）明显漏气，初步确定主罐体大法兰漏气，如图1所示。

图1 主罐体漏气法兰面

现场随后对漏气部位进行定量检漏，利用LF-1型定量检漏仪对漏气法兰面进行检查，发现漏气量已超出仪器测量范围。为了进一步确认法兰面漏气部位，拆去定量检漏所用的塑料包扎后重新进行检测，发现法兰一周螺栓均有漏气现象，且均超出仪器测试背景值，其中最大值超出仪器测量范围[1]。

检修人员利用力矩扳手对法兰螺栓紧固情况进行了检查，未发现松动。重新进行检漏，发现漏气现象仍然存在。为防止气压继续下降造成断路器闭锁，对断路器进行SF6气体补充，补充后压力值为0.61 MPa（13 ℃）；同时对7520断路器B、C相进行了检漏，均未发现异常。

2 漏气原因初步分析

该断路器于2009年5月投产，同时投产的其他断路器均未发生漏气。该设备在型式试验过程中，均未发生本体漏气现象。由于现场已进行螺栓紧固，所以可排除由于螺栓松动原因造成的漏气。经过初步分析，可能造成此次漏气原因如下：

1）密封面未处理好。由于开关水平罐体与套管基座罐体连接面法兰处对接不良，加之平凉地区早晚温差大，连接部位的膨胀不同，连接面发生位移造成漏气。

2）密封圈有损伤现象，安装后防水密封圈没有起到防水作用，下雨时水随着螺栓孔或连接面进入密封槽，造成密封槽氧化腐蚀。或是密封圈表面不光洁或密封圈本身材质不良，局部密封不良或橡胶劣化造成密封处漏气。

3）开关水平罐体与套管基座罐体连接面法兰处密封胶涂抹不均匀，在运行后受到热胀冷缩影响，或者在注入密封胶时，漏气侧密封不严、工艺流程控制不好导致漏气。

4）金属法兰在浇注时存在砂眼，或是法兰面本身清洁度不好等，由于法兰面本身缺陷造成漏气。

5）虽然现场对螺栓紧固情况进行了检查，但仍然存在由于法兰螺栓紧固力矩不均匀，导致法兰面受力不均匀，造成法兰面漏气。

3 解体分析

断路器返厂后，将罐体拆开，首先检查法兰面清洁度是否良好，发现整个法兰面光洁平整，而且不存在砂眼等现象。漏气处法兰对接密封面、密封槽及对接状态均良好，密封面及密封槽的光洁度均为合格的正常状态，无灰尘、异物等。因此可排除由于法兰本身问题和密封面对接不良问题造成的漏气。

在对法兰面密封胶均匀度进行检查时，可以看到密封胶涂抹均匀且粘性较好，所以开关水平罐体与套管基座罐体连接面法兰处密封胶涂抹不均匀问题也可排除。

随后对密封圈进行检查时，发现有一约10 mm×10 mm的不光滑处，经过拍照及放大，可以看到其表面较周围明显粗糙，见图2。随后对现场存放待安装的密封圈进行检查，发现密封圈的商标是在其表面串动的，分析认为商标撕扯后由于粘接印未清理干净，造成密封圈表面不光洁。

图2 密封圈不光滑处

由于出厂试验中密封试验是在冲入SF6气体至额定压力（20℃）后进行，在实际运行中，平凉地区昼夜温差大，罐式断路器受环境气温以及分、合闸灭弧的影响，运行环境与出厂试验环境存在较大差别，可能造成出厂时检测的漏气率是合格的，而在实际环境中运行一段时间后，密封圈的缺陷开始暴露，从而导致漏气现象发生。

根据上述分析，本次漏气的主要原因是由于密封圈表面不光洁引起，但由于漏气部位涉及整个法兰面，在密封圈表面不光洁和法兰面清洁度均良好情况下，加之设备投运时间仅有4个月，不可能造成如此大范围的漏气，因此认为法兰螺栓紧固力矩不均匀也是造成漏气的原因之一。

4 结论及建议

经过故障初步分析和解体分析后认为，造成此次断路器漏气的原因为密封圈表面不光洁和法兰螺栓紧固力矩不均匀。从以上漏气原因可以看出，外协件密封圈进厂质量检验不严格和对装配工艺流程缺乏严格控制，是造成本次故障的深层次原因。

另外，由于罐体法兰面平整度的好坏直接影响密封面的密封性能，厂家应加强对法兰面平整度的控制，制定行之有效的质量控制和检验措施，保证性能良好的零部件挂网运行[2]。

近年来随着750 kV电网建设步伐的加快，各设备制造厂家通过引进吸收国外先进技术，在设备设计、制造和工艺流程上已有较大进步[3]。但仍然存在生产工艺控制和外协件进厂检验不严格等问题，导致设备发生故障或工程不能按期投产。为了促进设备质量提升，防止同类故障重复发生，建议设备制造企业在以下几个方面加强管理[4]：

1）加大技术投入，加强设备零部件的检验和质量控制。

2）强化对整个设备制造过程的质量检验和控制，实施对设备质量的闭环管理，避免设备在现场发生质量问题。

3）加强对现场安装环境的质量控制。

[1] GB11023-89高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法[S].

[2] 张四江，王军，宋小卫.750 kV GIS设备漏气原因分析及处理方法[J].电网与清洁能源，2009,25(10):56-58.

[3] 孙强,黄宗君,韩绍周,等.一起800 kV高压套管绝缘故障的原因分析[J].电网与清洁能源,2010,26(3):12-15

[4] 衣立东，孙强，尚勇.首台750 kV罐式断路器故障分析[J].电网与清洁能源，2009,25(3):5-9.