GIS運(yùn)行中的SF6氣體管理與泄漏處理

趙寧

摘 要：GIS是一種氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，其在變電站中發(fā)揮著重要作用。只有GIS正常運(yùn)行，才可以為變電站正常工作提供保障。如果其中SF6氣體發(fā)生泄漏，就會(huì)直接影響GIS的正常運(yùn)行。因此，在GIS運(yùn)行期間，一定要對(duì)SF6氣體進(jìn)行有效管理，盡量防止其發(fā)生泄漏。文章從SF6氣體在水分、壓力以及純度三方面管理入手分析，探索SF6氣體泄漏原因以及處理方法。

關(guān)鍵詞：SF6氣體；管理與泄露；運(yùn)行維護(hù)

前言

近年來(lái)，國(guó)際社會(huì)一直都在提倡綠色環(huán)保的概念，我國(guó)也將生態(tài)保護(hù)納入到了國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略之中。以往變電站當(dāng)中高耗能的設(shè)備已經(jīng)逐漸被淘汰，由小型、無(wú)油以及自動(dòng)化的設(shè)備所取代。GIS中全部的帶電部分均使用金屬外殼進(jìn)行包圍。GIS在安裝、檢修以及運(yùn)行期間，人們必須對(duì)SF6氣體進(jìn)行微水含量、密封以及純度方面的處理，這直接影響著GIS運(yùn)行的年限以及穩(wěn)定性。

1 水分管理

1.1 微水超標(biāo)原因

GIS在運(yùn)行期間，處于斷路器存在空間的SF6氣體中的微水含量不能超過(guò)0.0003。通常GIS中進(jìn)入水分主要有三種方法。第一，GIS當(dāng)中有機(jī)絕緣物質(zhì)中原本含有的水分在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的緩慢蒸發(fā)會(huì)混入到SF6氣體之中。第二，水分從設(shè)備密封墊滲透到了GIS當(dāng)中。第三，安裝期間產(chǎn)品以及裝備器壁上本身就有水分殘留。而GIS之中微水超標(biāo)一般是從密封墊中有水分滲透了進(jìn)來(lái)。

1.2 給GIS造成的危害

如果GIS當(dāng)中的水分含量達(dá)不到凝露標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一般不會(huì)對(duì)設(shè)備中的絕緣性產(chǎn)生影響。如果水分處在0度或以下溫度，其在到達(dá)飽和之后，就會(huì)直接出現(xiàn)凝華現(xiàn)象，在絕緣物件的表面凝華成霜。當(dāng)設(shè)備中的相對(duì)濕度達(dá)到30%時(shí)，盡管水分以固體形態(tài)存在，沒(méi)有直接形成液體。但是如果此時(shí)SF6氣體之中含有水分較多，那么受潮的便面覆有SF6氣體分解物的絕緣體就會(huì)變?yōu)榘雽?dǎo)體[1]。這就使得絕緣體電阻值下降，進(jìn)而引發(fā)較高的擊穿電壓，使得GIS整體絕緣性能直線下降。

1.3 水分管理相關(guān)措施

相關(guān)人員必須對(duì)GIS內(nèi)部氣室中的SF6氣體進(jìn)行定期的水分檢測(cè)。一般情況下，GIS在每運(yùn)行三個(gè)月技術(shù)人員就應(yīng)該對(duì)SF6氣體之中的水分含量進(jìn)行檢測(cè)，直到多次測(cè)量之后，水分含量保持平穩(wěn)，這是人們可以將檢測(cè)周期延長(zhǎng)至一年。若氣室中SF6中水分超出了規(guī)定值，則必須要對(duì)室內(nèi)氣體進(jìn)行凈化。之后，對(duì)于新添加進(jìn)來(lái)的氣體還要重新進(jìn)行水分檢測(cè)，只有達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)才可進(jìn)行添加。同時(shí)，為了控制內(nèi)部水分，可以適當(dāng)添加一些吸附劑，如活性的氧化鋁等。

2 壓力管理

當(dāng)前，對(duì)GIS之中關(guān)于氣體壓力相關(guān)管理方法主要是在斷路器所處空間設(shè)置了報(bào)警壓力以及閉鎖壓力。報(bào)警壓力的檢修周期一般設(shè)定為6年，以使得GIS內(nèi)部一般不會(huì)達(dá)到這一壓力值。此外，由于現(xiàn)在技術(shù)水平有限，盡管密封墊長(zhǎng)時(shí)間劣化會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部氣壓下降，但是人們現(xiàn)在還沒(méi)有找到二者間準(zhǔn)確的關(guān)系。因此，當(dāng)前只能將每年的漏氣率定為不超過(guò)1%。然后每隔15天對(duì)氣室中的SF6氣體壓力值進(jìn)行記錄，并與之前的數(shù)值相對(duì)比。如果有大幅度變化，則必須進(jìn)行漏氣方面檢測(cè)。

3 純度管理

下表為SF6氣體最新質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)圖表。

上表中的雜質(zhì)在SF6氣體之中的含量是非常少的。在進(jìn)行純度檢測(cè)時(shí)，SF6氣體在GIS充入24小時(shí)后可以才可以進(jìn)行預(yù)防性相關(guān)試驗(yàn)。GIS中SF6氣體不易大量排放，應(yīng)該采取凈化裝置回收[2]。然后在將設(shè)備抽成真空狀態(tài)，之后用高純度氮?dú)膺M(jìn)行3次沖洗，再經(jīng)清洗出來(lái)的廢物放進(jìn)20%NaOH溶液之中浸泡12小時(shí)深埋。并且SF6氣體瓶必須要放置到干燥、陰涼以及通風(fēng)良好位置，并且瓶身保持直立，遠(yuǎn)離油污以及熱源。

4 對(duì)于氣體泄漏相關(guān)處理

4.1 檢測(cè)氣體密度和泄漏

在GIS中充完SF6氣體之后，必須要通過(guò)對(duì)SF6密度的檢測(cè)來(lái)衡量GIS內(nèi)是否已達(dá)到要求的絕緣性。由于SF6密度決定氣室絕緣性能，這與溫度沒(méi)有關(guān)系。GIS中的SF6一旦發(fā)生泄漏，必然會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部氣壓降低，進(jìn)而SF6的密度下降，接著就會(huì)造成開(kāi)關(guān)的耐壓性能下降，斷路器失靈等后果。由此可見(jiàn)，要想GIS一直穩(wěn)定運(yùn)行，必須要對(duì)SF6的密度以及水分含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。SF6氣體具有的溫度與擊穿強(qiáng)度關(guān)系圖如下：

由圖可知，當(dāng)密度不變時(shí)，擊穿強(qiáng)度不隨溫度變化而變化。當(dāng)壓力不變時(shí)，擊穿強(qiáng)度會(huì)隨著溫度增加而減小。

4.2 泄漏原因以及對(duì)策分析

第一，焊縫造成氣體泄漏。在對(duì)GIS相關(guān)設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，必須要使用質(zhì)量較高的對(duì)罐體進(jìn)行焊接的技術(shù)。這樣可以有效避免氣體由焊縫泄漏出來(lái)。第二，氣體容易從密封面泄漏出來(lái)。這對(duì)這類氣體泄漏，一般采用的都是錯(cuò)位罐體對(duì)正、調(diào)整的方法。然后用砂紙對(duì)密封面進(jìn)行手工打磨。最后再將其擦拭干凈，出去灰塵與雜質(zhì)。第三，密封閥與壓力表接觸面的氣體泄漏。SF6通過(guò)氣體截止閥的波紋管發(fā)生的泄漏是對(duì)GIS造成的最大威脅[3]。因此，在選擇截止閥時(shí)，必須選用O形環(huán)以及密封板對(duì)其進(jìn)行密封。這樣可以有效避免氣體泄漏。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于GIS具有體積較小，使用空間不大，不容易受外界因素干擾，運(yùn)行比較穩(wěn)定，配置較為靈活，并且維護(hù)起來(lái)相對(duì)容易，檢修周期相對(duì)較長(zhǎng)等多方面優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被大范圍的應(yīng)用到了變電站之中。如果SF6氣體發(fā)生泄漏、存在導(dǎo)電雜質(zhì)、外部滲水或者絕緣體發(fā)生老化等因素，一般會(huì)導(dǎo)致GIS內(nèi)部出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響變電站其他設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。所以，人們只有在GIS從安裝、維護(hù)再到檢修期間不斷積累以及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才可以將GIS的作用發(fā)揮到最大值。

參考文獻(xiàn)

[1]張浩，吳凱，管敏淵，等.一起GIS設(shè)備SF6氣體泄漏故障的分析與處理[J].浙江電力，2016（09）：35-38.

[2]林向宇，連和，林向昊，等.GIS設(shè)備中SF6氣體泄漏的檢查與處理[J].電世界，2016（09）：9-11.