新建变电站GIS设备漏气原因分析

2021-10-23李政廉胡晓东

电力安全技术 2021年9期

李政廉，佘鑫，胡晓东，杨帅，成峰

(1.湖南省送变电工程有限公司，湖南长沙 410015；2.国网湖南省电力有限公司益阳供电分公司，湖南益阳 413000)

0 引言

近年来，随着电网建设步伐的加快，SF6气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear, GIS)装用量迅速增加。同时，由于GIS等主设备的采购价格逐年降低，部分供应商追求利益最大化，没能严格贯彻质量标准，降低原材料或外构件档次，加之第三方监造水平参差不齐，没能充分发挥设备监造作用，多种因素导致新入网的GIS设备质量问题凸显。其中，SF6气体泄漏故障就是GIS设备缺陷中最常见的一种。

根据在对某新建变电站110 kV GIS设备进行密封性检漏试验时发现的一起SF6气体泄漏故障，通过采用手持式SF6红外检漏仪精准定位疑似漏气气室，并现场对2个气室开罐检查情况，分析漏气原因，总结经验教训。最后，针对故障情况对厂家后续处理措施和GIS设备安装注意事项提出合理建议，从源头上解决GIS设备漏气故障问题，实现新建变电站GIS设备“零缺陷”并网，确保电网安全稳定运行。

1 工程概况

某变电站为新建220 kV户外HGIS智能变电站，共安装有220 kV主变压器2台；220 kV最终出线6回，本期1回；110 kV最终出线14回，本期6回。其中，110 kV最终出线采用新东北电气集团超高压有限公司制造的GIS设备，共计18个间隔，为户外型产品。其内部结构如图1所示。

图1 GIS内部结构示意

2 检漏情况

2.1 检漏原理

对某新建变电站110 kV GIS设备进行密封性检漏试验时，试验人员使用的是利用红外吸收光谱法的原理工作的手持式SF6红外检漏仪。红外吸收光谱法又称红外分光光度法，它是利用物质对红外电磁辐射的选择性吸收特性来对物质进行定性定量分析。因为光辐射在气体中传播时气体分子会对光辐射进行吸收、散射而衰减，因此利用气体在某一特定波段的吸收特性可以实现对气体的检测。

SF6在红外波段(中心波长10.55 μm)具有非常强的吸收性，SF6红外传感器就是在该波段内，通过检测SF6气体对红外光的吸收，来实现SF6气体的定量检测。SF6气体红外传感器的检测原理如图2所示，传感器内部由发送端发射一定波长(10.55 μm)的红外光，照射到传感器末端的镜面上发生反射，最后被接收端所收集，根据该波长红外光强度的变化与SF6气体浓度的关系，经过电子测量系统处理后，就可得到SF6气体的浓度。

图2 SF6检漏仪检测原理

2.2 检漏过程

2019-10-09，湖南省送变电工程有限公司试验人员在某新建变电站110 kV GIS设备安装充气完毕，局部包扎24 h后，对其进行密封性检漏试验时，发现多个气室普通手孔和带防爆膜手孔位置出现12处SF6微渗情况。

10月15日，厂家派专业技术人员携带设备到现场进行检测，仍发现多个气室普通手孔和带防爆膜手孔位置17处SF6微渗。厂家将漏气值较大的普通手孔及带防爆膜手孔先逐个拆除螺丝，用吸尘器吸螺孔和注胶孔，然后按照力矩要求对螺栓进行重新紧固。当日共处理42处对接口，处理完成后重新包罩，等待再次检测。

10月16日，厂家使用专业检漏设备和湖南省电力有限公司电科院专家现场对已经局部包扎24 h后的GIS设备所有母线上SF6气体泄漏值超标的普通手孔及带防爆膜手孔对接口进行密封性检漏试验，试验结果发现经过厂家专业处理后的普通手孔SF6气体泄漏值均符合国标要求，带防爆膜手孔SF6气体泄漏值高于0.05 ‰的有14个，其中有两个带防爆膜手孔检测值比较大，分别为0.243 5 ‰，0.309 ‰，远远超过国标规定检漏试验的数值不高于0.03 ‰的要求。

3 现场对漏气气室开罐检查情况

10月22日下午，厂家派专业技术人员到现场对I母线封堵端头气室SF6气体泄漏值超标的带防爆膜手孔进行开罐检查，对密封面、密封槽尺寸测量，测量结果均满足图纸要求；密封圈外观检查未发现异常，拆除防爆装置后检查发现防爆膜安装不平整，其半边卷起导致密封圈密封不严而引起气体泄漏。当日，厂家现场技术人员对此带防爆膜手孔内部防爆膜、密封圈、干燥剂进行更换，清理密封面后按照拆卸相反顺序进行恢复安装，对该气室抽真空后充入额定压力SF6气体。10月23日上午对手孔进行包罩，局部包扎24 h后，10月24日上午厂家使用专业检漏设备和湖南省电力有限公司电科院专家现场对该气室进行检漏时，发现原漏点SF6气体泄漏值为0，符合国标要求，经检测，SF6气体微水、纯度试验合格。

4 漏气原因分析

对现场多次检漏情况进行全面梳理，建立记录卡，统计各气室普通手孔及带防爆膜手孔检漏的数据，分析数据，得出结论：逐个拆除螺栓，用吸尘器吸螺孔及注胶孔，然后按照力矩要求对螺栓进行重新紧固的处理方法对普通手孔有效，带防爆膜手孔按照上述处理方法处理后，检测数据变化比较大。

从现场1个漏气的带防爆膜手孔进行开罐检查情况分析，漏气原因为：

(1) 密封面处理不到位。

(2) 螺栓紧固力不均。

(3) GIS设备内部防爆膜组装工艺不良，且为隐蔽缺陷，给设备运行带来隐患。

5 处理措施及建议

5.1 处理措施

厂家现场技术人员针对所有疑似漏气的带防爆膜手孔气室首先通过SF6气体回收装置回收气体；然后，打开防爆膜手孔盖，检查罐体密封面，拍照记录存档，清理密封面，更换防爆膜处密封圈，更换防爆膜，更换防爆膜装置压环处密封圈，更换干燥吸附剂，更换新的防爆膜手孔盖，按照拆卸相反顺序进行恢复安装，按力矩要求紧固螺栓，抽真空后注气至额定气压，完成后自检。厂家全部处理自检合格后，对所有疑似漏气的带防爆膜手孔进行包罩，局部包扎24 h后，厂家使用专业检漏设备和湖南省电力有限公司电科院专家现场对GIS设备所有母线上SF6气体泄漏值超标的带防爆膜手孔对接口进行密封性检漏试验，检漏数值全部在规程标准范围内，结果合格。