北开GIS开关设备漏气缺陷原因分析及处理措施

徐育平

摘 要：本单位所采用的GIS开关设备由北京北开电气股份有限公司生产，其技术先进、故障率低，主要的故障为设备漏气缺陷，本文对GIS开关设备常见的漏气部位进行总结，分析这些部位出现漏气问题的原因，并对漏气检测方法和漏气问题处理工艺进行详细介绍，以供同行参考。

关键词：GIS开关设备；漏气；原因；检查；处理

中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0108-02

GIS开关设备即SF6气体绝缘全封闭组合开关设备，主要有断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器等组成，其原理是将这些设备密封在一个接地的金属外壳之中，在整个密闭的金属壳体中充满SF6气体介质，其起到灭弧和绝缘的作用。与传统的开关设备相比，GIS开关设备具有较高的可靠性和安全性，而且结构紧凑、体积较小、噪音小、安装和检修简便、故障率低，目前广泛应用在高压和超高压领域。但是GIS开关设备对密封性要求较高，且结构复杂、制作和检修工艺的技术难度较高，所以一旦出现故障需要专业的检修队伍进行处理，影响正常供电和其他非故障元器件[1]。

1 GIS常见漏气部位

GIS开关设备常见的漏气部位主要是法兰连接处、充气阀、气路连通管接头、密度继电器接口、互感器二次线端子、二次压力表接头、拐臂盒轴封、筒体焊缝裂纹、绝缘子裂纹、进出线套管与法兰浇铸处、手孔盖、传动轴座轴封、附件砂眼和气室伸缩节接口等处。一旦GIS开关设备发生漏气故障，需要专业的检修人员到场使用检漏仪进行检查，确认漏气部位，主要是对法兰面、密封槽、绝缘子的平整程度以及外观等进行检查，还要确认筒体焊缝有无裂纹和气孔、铸造零部件有无砂眼、密封圈有无缺陷等[2]。

2 GIS漏气原因分析

2.1 焊缝出现裂纹

GIS开关设备的主体结构是筒体和管路，其是由焊接而成的，所以焊缝部位是容易产生漏气的原因之一，但是筒体和管路在加工的过程中对焊缝的质量要求较高，所以在制作过程中通常不会出现焊缝漏气的问题，引起焊缝漏气的原因则可能是在筒体和管路运输、保管和安装的过程中，由于外力作用而引起的焊缝出现裂纹的现象，此问题通常通过补焊的方式即可消除。

2.2 密封圈缺陷

在GIS開关设备中，密封圈的密封方式有动态和静态密封两种，其中前者由于需要运动结合，所以要求密封圈具有一定的灵活性，此种方式的密封圈压缩量较小，但是由于往复运动容易对密封圈造成磨损而降低其密封性；而后者是容易出现漏气的部位之一，主要在静态密封圈的安装时，对密封圈本身的质量要求较为严格，而且安装过程中对密封圈有较大的压缩量，所以如果安装不规范通常会对密封圈造成损坏，或者在安装时紧固方式不当，造成密封圈未能落入密封槽底；此外，密封圈的长时间使用导致其老化也会降低其密封性能。

2.3 密封面遭破坏

在GIS开关设备的装配时，如果操作不当会疏忽容易造成密封面出现磕碰和划伤等破坏，是引起GIS开关设备发生漏气的常见原因之一。在对密封面的法兰进行紧固时，如果紧固方式不对，没有均衡施力，也会导致密封面发生破坏而发生漏气问题。

2.4 盆式绝缘子漏气

在GIS开关设备中盆式绝缘子的作用是支撑和气隔，由于其支撑的重量较大，承受着较大的挤压力，所以在装配的过程中，如果方法不当没有将其安装在正确的位置，采用暴力硬压的方式进行紧固，容易导致绝缘子发生破裂，从而引起漏气问题[3]。

3 检查方式及现场处理工艺

3.1 检查方法

（1）抽真空检漏。抽真空检漏是对结构较为复杂、气室空间较大的部位进行检漏的常用方法之一，具体的方法是对此部位的气室进行抽真空达到一定数值，如150Pa，此时记录时间，并继续抽真空0.5h，然后停止真空泵静置0.5h读取此时气室内的真空度为A1，之后继续静置5h并读取真空度为A2，如果A2-A1≤150Pa，就证明气室的密封性良好，反之，则说气室存在泄漏问题。（2）定性检漏。在需要对GIS开关设备进行密封性试验时，检漏操作需在充气24h之后进行，并分为定性检漏和定量检漏两个步骤。前者的主要作用是初步查找漏气部位，在进行定性检漏之前的准备阶段，需对检测环境进行初步检查和控制，要求检测环境中无风且不含有SF6气体，而且对于检漏仪的精度要求为大于等于1×10-8，初次还要求待检测部位的表面无杂质和灰尘等，在用检漏仪对待检测部位检测时，其探枪距离待检测部位表面1～2mm，并沿着待检测部位进行缓慢移动，同时观察检漏仪的仪表显示和报警声音，如果仪表指针摆动较为轻微或者基本不动，也没有出现报警声音，则说明待检测部位的密封性良好，反之则说明待检测部位存在漏气现象，需采用肥皂水对待检测部位进行涂抹，出现大量泡沫的位置即进一步确认为泄漏点。（3）定量检漏。在GIS开关设备的密封性试验中，在通过定性检漏步骤确认漏气部位或漏点之后需要再进行定量检漏。其步骤主要有气体收集、取样测量和泄漏量计算三步。在对气体进行收集时通常采用局部包扎法，采用容易测量体积的具有规则几何形状的容器在规定时间内进行收集，将收集起来的气体作为试验样品进行体积的计算，并通过累积漏出的SF6气体浓度经计算得出年漏气率，且规定年漏气率不能超过1%。

3.2 现场处理工艺

（1）密封面受力不均的处理。当密封面出现受力不均的问题时，需要对其外观进行检查，检查密封圈两侧的筒体是否在同一直线上，如果肉眼检测不出，则可借用水平尺等量具，此问题较容易被检测出，然后通过对筒体的职称调节螺杆进行调节将筒体中心调至同一直线上，并进行校正。如果是由于螺栓为紧固到位造成密封面不对称，则需要对气室进行抽真空，然后将螺栓进行重新紧固。（2）密封面划伤的处理。此问题的处理方式通常采用500号或600号砂纸进行手工打磨，如果密封面面积较小，则需要用800号砂纸进行再次打磨，打磨时打磨的轨迹要与法兰周围的方向一致，当划痕打磨干净之后，需要采用工业百洁布进行抛光处理，之后将灰尘和杂质进行清洁，确保处理后的密封面不再出现漏气现象。（3）密封圈漏气的处理。当密封圈处发生漏气问题时，需将密封圈进行拆卸，并对其进行检查，当密封圈出现划伤、凸起、变形、老化、空腔等缺陷时需要将其进行更换。在密封圈安装的过程中，先将密封圈和密封槽进行清洁，清洁后涂抹厚度不大于0.1mm的真空硅脂，在密封圈安装时需确认将其放入密封槽中，在螺栓的紧固是需按照图纸和设计要求的力矩进行平衡紧固，避免将其损坏。（4）其他部位漏气的处理。其他部位如气体单向阀座和充气接头的连接处、SF6气体压力表和盖板处，当压力表处发生漏气时，需将压力表进行拆除，而充气接头或盖板处漏气时，需将对应的气室进行断电，并将气室内的SF6气体进行回收后再进行拆解。漏气故障的处理工艺同以上三种情况的处理工艺。（5）检查确认。需要注意的是，在经过泄漏检测和处理之后，需要再进行一次密封试验检查，将相应部位的气室进行抽真空并静置一段时间，采用抽真空检漏的方式检查其密封状况，如密封良好则将SF6气体充入并达到额定压力，静置24h，微水试验合格后再进行检漏，密封良好即可确认对GIS开关设备的漏气检测和处理全部完成。

4 结语

GIS开关设备在电力企业中的应用越来越广泛，其拥有重多优点，但是其制造工艺技术要求高，一旦发生故障其检修时间较长，影响电力的正常供应。GIS开关设备的主要故障为漏气缺陷故障，其主要由焊缝出现裂纹、密封圈存在缺陷、密封面遭到破坏以及绝缘子损坏等原因造成的，当漏气故障发生时，需要按照抽真空检漏、定性检漏和定量检漏的检查步骤进行漏点确认和年漏气率的计算，并按照相应的处理工艺对发生问题的部位进行处理，保证GIS开关设备的安全运行和电网的稳定。

参考文献

[1]孙改兰，高研.GIS设备漏气缺陷及防范措施[J].河南电力，2014，（3）：29-31.

[2]李飞宇，冯茜.GIS设备漏气防范措施[J].硅谷，2015，（1）：127.

[3]赵晓娜，贾玉昌，祁歌，等.河南油田GIS设备漏气故障分析与处理[J].安全、健康和环境，2015，（1）：5-7.