浅析GIS断路器油泵漏油的原因及运维措施

孙 浩

（中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州黔西南562499）

0 引言

GIS是运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的高压电气设备，其故障率只有常规设备的20%～40%，但GIS也有其缺点，例如SF6气体泄漏、外部水分渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化、油泵家族性故障等因素影响，都可能导致GIS发生故障。而GIS的全密封结构使故障的定位及检修比较困难，检修工作繁杂，事故发生后的平均停电检修时间比常规设备长，其停电范围广，常涉及非故障元件。

1 典型故障

1.1 事故简介

2019年某换流站发生一起GIS断路器紧急缺陷，现场检查发现5043断路器A相机构箱内存在喷油现象，此断路器机构型号为GST-550BH；额定电压：550 kV；操作方式：分相操作。在将断路器操作到检修状态后，检修人员打开机构箱发现机构箱内信号缸过渡块下有大量油迹，如图1所示，检查油箱油位低至告警油位以下，油压表压力显示正常为33 MPa，随后对机构进行泄压，检查机构箱内航插及端子排未受油迹影响，擦净液压机构模块上油迹后，发现信号缸上部的过渡块右侧加工孔螺塞处渗漏油，如图2所示，随即对机构箱进行排油，排油后拆下右侧加工孔螺塞后发现垫圈已损坏断裂。

图1 开关渗漏油

图2 开关渗漏油位置

1.2 事故处理过程

检修人员在作业下方铺垫毛巾，防止更换过程中过渡块内流出的残油弄脏机构箱，拆下固定在信号缸侧面的行程开关的固定螺栓并放置在机构箱内，拆下固定过渡块和信号缸的4颗M8螺栓，取下信号缸和过渡块整体放置在铺垫有毛巾的地面上，将信号缸和过渡块进行拆解，拆下原过渡块上的白色保护垫圈和O形密封圈，在新过渡块和对接面上及槽内薄涂硅脂SH45，在槽内安装白色保护垫圈和O形密封圈，安装新的过渡块并紧固，在过渡块上安装信号缸并紧固，安装信号缸侧面的行程开关，在螺塞上装入O形圈并薄涂硅脂SH45，在过渡块两侧加工孔处装入螺塞（新品），紧固力矩12 Nm。安装常高压油侧和命令侧排气阀，其中排气螺栓下方螺母紧固力矩100 Nm，上方螺母紧固力矩40 Nm。打开油箱注油至绿色标线以上停止，未发现有渗漏油现象。

2 故障分析

2.1 漏油原因分析

（1）现场对过渡块右侧堵头处进行检查时发现，重新拧入螺塞后位置不正，检查螺孔内部螺纹完好，进一步发现螺孔开孔尺寸有偏差，导致螺塞安装不良。

（2）机构过渡块命令侧油管路螺孔与端面垂直度不良，螺塞带O形圈无法正确安装，O形圈受力不均匀，一侧因受力过大导致出现断裂，不能起到很好的密封作用，由于该侧油压高，故该处的高压油喷出形成漏油现象，如图3所示。

图3 漏油原因分析

2.2 漏油引起的其他现象分析

2.2.1 机构频繁打压原因

由于设备处于合闸运行状态，过渡块内高压油渗漏失压，机构压力下降至32 MPa时启动油泵，补压至33 MPa，油泵停止。漏油一直持续，机构继续失压，形成了“油泵补压——漏油失压——继续补压”的循环状态，因此出现了机构频繁打压现象，且随着液压油的泄漏，油箱内的液压油减少，补压时间间隔将会变小，频繁打压现象加剧，直至液压油不足，油泵处于持续补压状态。开关油泵故障前后打压次数统计如表1所示。

从表1看出：

表1 开关油泵故障前后打压次数统计

（1）油泵补压时长基本一致，电机输出功率稳定，补压效率未降低。

（2）补压间隔时间缩短，漏油现象在第6次补压后呈现急剧增加趋势，并最终在第8次补压过程中12：47：09时因油箱内液位低报油泵故障信号。

2.2.2 油泵故障原因

机构频繁补压，高压油不断充满过渡块，油从过渡块命令侧不断漏出，漏油导致油箱内油位下降，当油箱内油位低至低油位报警开关33Q动作时，GCB油泵故障信号出现，如图4所示。

图4 油泵故障信号

3 运维建议

（1）用塞尺检查螺塞是否有间隙，有间隙的螺塞需要停电时拆解检查或更换。

（2）关注机构打压异常或油泵故障信号，出现异常时检查机构是否有渗漏油，机构箱底部是否有油迹，并及时更换受损密封件或紧固机构，安装螺栓。

（3）定期巡查，检查机构是否有漏油、渗油现象，早发现早处理。

4 其他类似故障分析及建议

（1）换向阀渗漏油。

根据现场调查结果，存在渗漏油的30相换向阀，漏油量轻微，属于正常现象。后续处理：如果发现漏油量明显增多，必要时更换密封圈。

（2）信号缸的过渡块排气阀螺栓渗漏油。

从设备安装到目前为止，发现两个排气阀漏油情况：1）2017年漏油位置，现场检查紧固螺栓后漏油现象消失。2018年该位置又出现漏油现象，现场更换两个排气阀，更换后试验合格，目前为止没有发现漏油。2）2018年液压机构排气阀漏油，现场紧固排气阀后，到目前为止没有漏油现象。泄漏原因：排气阀采用紫铜垫密封，紫铜垫的安装状态、紧固力矩的大小，都有可能导致渗漏油。后续处理：如果发现此处有渗漏油现象，应更换排气阀和密封垫。

（3）机构频繁打压。

根据现场统计的整站断路器油泵打压次数可知：每相机构每月打压次数不同，某相打压次数最多，为43次，平均每天打压1.43次。打压次数差异原因：液压机构打压次数和整个油路系统密封性有关，特别是换向阀、二级阀、安全阀等主要位置的密封性是造成打压差异的主要原因。对整台机构来说，密封性的差异是客观存在的，因此油泵打压次数有差异是正常现象，只要每天打压次数在设计范围内，就不影响设备的性能。但如果机构打压次数有增多趋势，就需要分析原因，必要时进行维修或更换处理。如果打压次数很稳定，则不需要处理。

5 结语

GIS设备制造技术在不断进步和发展，40多年来，各GIS生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标，在元件结构、组合形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究、开发。目前，GIS设备的技术性能与参数已超过常规开关设备，并且结构大大简化，可靠性大大提高，为GIS进一步小型化发展创造了十分有利的条件。