500 kVSF6断路器漏气故障的红外检测与防治措施

徐志刚，吴江

（江苏省电力公司检修分公司，江苏无锡214062）



500 kVSF6断路器漏气故障的红外检测与防治措施

徐志刚，吴江

（江苏省电力公司检修分公司，江苏无锡214062）

通过分析SF6设备的漏气检测方法，利用红外光谱仪对漏气点进行定位，从而了解故障产生的原因，并提出了相应的防治措施，对SF6变电设备的运行维护具有一定的借鉴意义。

500kV；变电站；SF6；断路器；漏气故障；红外检测；防治措施

引言

SF6高压断路器是当今切断短路故障电流性能最好的开关，它采用六氟化硫（SF6）气体作为绝缘介质，具有独特的灭弧性能［1-2］。SF6的分子结构对称且非常稳定，为电负性气体，因此具有非常高的绝缘强度和灭弧能力，SF6的绝缘强度大约是空气的4倍，在0.245 MPa压力下，它的绝缘能力比变压器油还好。SF6不燃、无毒、化学稳定性好，不随时间长久而变质老化；具有良好的灭弧能力，热传导性比较好；高压开关在气体泄漏时（常压）仍然继续工作，但低于再充填压力时不能保证开断额定短路电流。SF6气体的缺点是渗透性比较强作为绝缘介质，SF6气体本身无毒，但经过弧光照射后，就会污染环境，对人体有害，所以解决泄漏问题是非常有必要的。

据河南省电力公司对2010—2011年间开关设备的典型缺陷的统计分析［3-4］，开关类典型缺陷主要集中在GIS设备漏气、吸附剂罩破损、内部局部放电，其中，GIS设备漏气和吸附剂罩破损、等具有家族性缺陷特征。

2　现象及原因分析

2.1故障现象

2014年12月17日，500 kV某开关发SF6气体告警，现场查看C相开关压力表指示值0.71 MPa，检修人员到达现场后充气至0.81 MPa。2014年12月22日，该开关再次报SF6压力低告警，C相压力表指示值再次降到0.71MPa，检修人员到场补气到0.815 MPa。两次补气时间仅有6天，怀疑开关本体上存在漏点，随即联系厂家进行检漏。故障开关型号：HL550，厂家：北京ABB，额定压力0.80 MPa，报警压力0.72 MPa，闭锁压力0.70 MPa，出厂日期为2011-07-08，投运日期为2011-11-02。

2.2分析与判断

2.2.1漏气率

根据两次加压的时间，漏气率可以采用如下公式进行计算：

式中：Q为相对年漏气率；ΔP为压降；Δt为压降ΔP经过的时间。

经计算漏气率达到了750%，远大于年漏气率小于1%的标准。

2.2.2红外检漏

社区大学教师由于在学历背景和专业上受到的限制较少，从整体上看，社区大学教师的身份背景多元化也导致了该群体的流动性高。由于近年来专职的社区大学教师数量增加，教师的职业生涯路径规划逐渐清晰，其专业发展路径也得到了进一步的确认和稳固。另外，社区大学应重视教师的职业生涯发展及专业成长机制，以确保社区大学教师专业能力发展，在职称评定、工作待遇、评奖评优等方面进行全方位考虑。

利用红外检漏仪开关的漏气点进行检测，发现5042开关C相灭弧室连接法兰处有SF6泄漏现象，如图1所示。

图1　500 kV SF6开关漏气的红外检漏图像及应力集中点

2.2.3返厂解体检查

灭弧室返厂后解体检查情况如下：1）密封圈与铸件密封面完好（下页图2），2）瓷瓶密封面有轻微的裂痕，水泥浇装面完好（下页图2）。

图2　灭弧室解体检查

2.2.4缺陷原因

1）瓷瓶密封面受损是本次漏气的直接原因；

2）该瓷瓶生产完成后，需要逐只经过如下检查和实验：

抗弯（供应商：四向抗弯试验31.5 kN·m）→内水压试验（供应商：2.4 MPa）→超声波探伤后发往ABB公司；

瓷套组装时：外观检查→装配→抽真空保持真空度（1 mbar，20 min-检漏）→过压试验（ABB：1.25 MPa）→出厂检漏，如上过程均可发现密封缺陷；且现场运行至今已有3年多的时间才发生泄漏。因此可以确认该灭弧室在出厂时是完好的。

3）该型号断路器经过多次万次试验验证，证明正常的操作不会导致密封面损伤；

4）瓷套的漏气点位于T灭弧室瓷瓶的上方，而运行中的断路器瓷瓶的应力集中部位应为下方，因此假设是瓷瓶质量问题，则损坏部位应在下方，如图1所示；而只有运输震动和吊装过程，该漏气点才可能成为应力集中点。

分析认为该密封面的损伤最初应发生在运输或安装阶段，特别是运输过程中有异常的震动、颠簸等情况，造成该部位瓷件受损，随着运行环境的变化（热胀冷缩）和操作次数的增加，该损伤逐步扩大，最终导致漏气。

结论：分析认为灭弧室瓷瓶在运输中受损的可能性较大，不能完全排除T灭弧室在安装过程中有异常受力的情况。

3　改进措施

2013年厂家ABB对550 kV断路器的T灭弧室包装进行了改进：

1）对支撑枕木的缓冲材料进行了变更，更好的吸收运输震动；

2）使用钢带，将上枕木、T灭弧室和包装箱底托固定成一体，防止运输过程中，由于震动过大导致的T灭弧室在包装箱内跳动；

3）加装了运输检测装置，要求运输震动最大不超过5 G。

4　结语

1）利用红外检漏仪可以准确定位SF6变电设备漏气点。

2）SF6类设备对密封要求高，因运输、安装或运行中的应力过大都可能破坏装置的密封性能而导致装置漏气。

3）因500 kV断路器的灭弧室为T型结构，因而在运输过程中需防止振动过大而损坏装置的密封结构。

［1］杨永洪，顾挺，卢毅.二滩电站500 kVGIS开关设备缺陷统计分析［J］.水电厂自动化，2012，33（3）:50-52.

［2］王义平，蔡雪峰，黄成吉.红外成像法在GIS设备SF_6气体检漏的应用［J］.机电工程技术，2015，44（4）:68-71.

［3］宋杲，崔景春，袁大陆.1999—2003年高压断路器运行分析［J］.电力设备，2005，6（2）:6-13.

［4］黄兴泉，徐辉，刘亚辉，等.2010—2011年河南电网开关设备典型缺陷及分析［J］.河南电力，2012（2）:1-5；10.

（编辑：刘楠）

500kV Substation SF6 Circuit Breaker Failure Infrared Leak Detection and Prevention Measures

Xu Zhigang，Wu Jiang
（Jiangsu Electric Power Company Maintenance Branch Company，Wuxi Jiangsu 214062）

This paper analyzes the SF6 leak detection equipment，and use an infrared spectrometer leak point positioning，analyzed the causes of failure，and the corresponding control measures，running SF6 substation equipment maintenance have some

ignificance.

500kV；substation；SF6；breaker；leakage fault；infrared detector；prevention measures

TM561.3

A

2095-0748（2015）23-0060-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.23.26

2015-10-25

徐志刚（1984—），男，江西抚州人，硕士，工程师，研究方向：变电检修，变压器检修与运维。