220 k V组合电器SF6微水超标原因分析及处理

贾志辉,蒋 曦,王 伟,刘东亮

(1.国网河北省电力公司,石家庄 050021;2.国网河北省电力公司沧州供电分公司,河北 沧州 061000)

220 k V组合电器SF6微水超标原因分析及处理

贾志辉1,蒋 曦2,王 伟2,刘东亮2

(1.国网河北省电力公司,石家庄 050021;2.国网河北省电力公司沧州供电分公司,河北 沧州 061000)

针对某220 k V变电站220 k V出线电缆气室SF6微水超标缺陷,从试验、解体、处理进行分析,论述故障产生的原因,提出了防范此类问题的技术措施及整改意见。

气体绝缘组合电器;微量水超标;吸附剂

1 故障简述

220 k V某变电站于2008年5月5日投运, 220 k V GIS设备型号为ZF9-252。GIS设备采用户内布置、双母线接线,2008年5月5日投运。2014年7月6日例行试验。发现253、256间隔电缆终端1气室SF6气体微水超标(＞500μL/L),其他气室试验结果正常。7月7日复测无变化,确认数据准确,说明该GIS内部存在缺陷,决定进一步分析处理。

2 原因分析

2.1 SF6微水试验分析

2014年7月6日,对220 k V GIS 253、256间隔停电进行例行试验,发现253、256间隔电缆终端1气室SF6气体微水超标,其他气室各项试验数据均正常。

253、256间隔各气室测试数据(阻容法)见表1、表2。

表1 253间隔各气室测试数据

表2 256间隔各气室测试数据

缺陷发现后,为慎重起见,采用了不同测试原理的仪器(露点法)对微水超标气室进行了复测,露点法复测数据和阻容法测试数据相差不大,说明253、256间隔电缆终端1气室微水确实超标。

253、256间隔2008年5月5日投运。2009年12月首次停电进行例行试验,各间隔气室测试数据均合格。

针对试验结果进行分析认为可能造成SF6气体微水超标的原因主要有:SF6新气的水分不合格,GIS充入SF6气体时带进水分,绝缘件带入的水分,吸附剂失效,GIS的SF6泄漏点渗入的水分。

根据各方面检测结果综合分析,查阅SF6新气检测报告正常,排除了新气水分不合格造成微水超标;查阅缺陷记录,253、256间隔没有发生过漏气缺陷,也没有补气记录,排除充入SF6气体时带进水分和泄漏点渗入水分的可能;因此认为吸附剂失效是造成该组合电器SF6微水超标的主要原因。

2.2 GIS解体处理

为彻底地检查、消除故障,于2014年7月8日打开253、256间隔电缆终端1气室顶盖,打开后发现253、256间隔电缆终端1气室顶盖均无吸附剂且未安装吸附剂罩,用来安装吸附剂罩的4个螺栓孔拧有螺栓。进一步检查发现盖板内部没有安装过吸附剂罩的痕迹,经与厂家共同核对设计图纸,该气室设计有吸附剂罩,同时厂家承认是出厂时未安装。

由于GIS气室不是完全密封的,规程规定每一个气室年漏气率不应大于0.5%,GIS内部SF6气体的压力高于设备外部大气的压力,但SF6气体中水分压力小于设备外部水分压力,随着运行时间的延长,水分会逐渐由GIS设备的外部向内部渗透。例如,GIS设备内SF6气体的压力为0.5 MPa,当SF6气体的含水量为150μL/L时,GIS内部水分的分压力为0.075 kPa;若外界的温度为20℃,相对湿度为85%,水分饱和压力为2.33 kPa,外部水分压力为1.98 kPa;则GIS设备外部和内部的水分压力之比K=26.4,设备外部水分压力大于内部的26.4倍。且由于SF6分子直径为4.56×10-4μm,水分子直径是3.20×10-4μm,水分子等效分子直径小于SF6分子直径,且SF6分子是球状,而水分子是细长棒状,渗透力极强,在内外巨大压差作用下,大气中的水分会逐渐通过密封件渗入GIS的SF6气体中。对比253、256间隔各气室历次测试数据,可发现微水逐步升高,也证明了这一现象。同时253、256电缆1气室在运输、安装过程中一直没有吸附剂,增大了设备内部零部件吸收水分的机率。

通过综合以上试验及解体分析,判断造成253、256间隔电缆1气室SF6微水含量上升的原因为:随着运行时间的延长,在内外巨大压差下大气中的水分会逐渐通过密封件渗入GIS的SF6气体中,由于253、256间隔电缆终端1气室在厂内组装时未按设计图纸安装吸附剂,对内部逐渐增长的水分起不到吸附作用,所以会造成微水超标。253、256间隔电缆2气室安装环境、工艺与1气室均相同,唯一不同的是2气室内部安装有吸附剂,也证明253、256间隔电缆1气室没有安装吸附剂是造成微水超标的主要原因。

3 处理措施及效果

2014年7月10日对253、256间隔电缆终端1气室三相吸附剂罩进行复装,并加装合格的吸附剂,更换密封圈,对打开过的气室抽真空并充入高纯氮气冲洗置换,再次进行抽真空后补充合格的SF6气体,11日下午补气完毕,并对打开过的密封面进行包扎,静置24 h后于12日下午检漏合格,静置48 h后于13日下午进行SF6气体微水测试合格,试验数据如表3所示。

表3 缺陷处理后各气室测试数据 μL/L

用作GIS内部的吸附剂有活性碳、活性氧化铝和分子筛。吸附剂都是多孔性物质,具有较强吸附能力。吸附剂的剂量可按气室的充气量和内部构造配置。吸附剂的配置位置可分为静吸附式和动吸附式。静吸附式吸味剂一般装在GIS固定位置的过滤器内,依靠气体自身的扩散对流产生吸附,互感器、避雷器气室、断路器气室多采用此配置,动吸附式吸味剂一般装在气体流动通道中,如气室与SF6充放气接口、管路进口处,隔离开关气室多采用此配置。如无加装吸附剂,气室内缺少足够的平衡吸附量,对增多的水分无法再吸收,会造成气室内水分迅速增加,加装吸附剂后试验数据正常,目前该设备运行情况良好。

4 结束语

通过以上分析,总结认为该套设备出厂时未按设计安装吸附剂是造成此次缺陷产生的主要原因, GIS在厂内组装时没有按照设计图纸安装吸附剂罩,造成设备带缺陷出厂;运输、安装过程中一直没有安装吸附剂,暴露出厂家生产工艺控制不严,责任心不强。提出以下建议。

a.在监造、安装、监理等各环节加强对吸附剂是否安装的检查。采用渗透率小的密封件,加强气体绝缘设备密封面的加工、组装的质量管理,保证密封良好。

b.采用高效吸附剂,使用前应进行活化处理,配置时应尽量缩短暴漏于大气中的时间,尽量减少吸附剂自身带入的水分。

c.加强例行试验及带电测试中SF6气体微水及组分测试,及时发现GIS内部缺陷。

[1] 李建明,朱 康.高压电器设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2001.

[2] 陈天翔,王寅仲.电气试验[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3] Q/GDW 1168-2013,输变电设备状态检修试验规程[S].

本文责任编辑：丁 力

F
ault Analysis and Processing on SF6Trace Water Exceed Standard of 220 k V Combination Electric Appliance

Jia Zhihui1,Jiang Xi2,Wang Wei2,Liu Dongliang2
(1.State Grid Hebei Electric Power Compangy,Shijiazhuang 050021,China; 2.State Grid Hebei Power Company Cangzhou Power Supply Branch,Cangzhou 061000,China)

In a 220 k V substation 220 k V outlet cable chamber of SF6trace water exceed the standard defects,this paper carries on the analysis from the test,disintegration,processing,discusses the causes of the fault,and puts forward technical measures to prevent such problems and rectifications.

gas insulated switchgear;trace water exceed the standard;adsorbent

TM63

B

1001-9898(2017)02-0047-02

20161131

贾志辉(1972-),男,高级工程师,主要从事变电运维检修管理工作。