北開(kāi)GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備漏氣缺陷原因分析及處理措施

徐育平

摘 要：本單位所采用的GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備由北京北開(kāi)電氣股份有限公司生產(chǎn)，其技術(shù)先進(jìn)、故障率低，主要的故障為設(shè)備漏氣缺陷，本文對(duì)GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備常見(jiàn)的漏氣部位進(jìn)行總結(jié)，分析這些部位出現(xiàn)漏氣問(wèn)題的原因，并對(duì)漏氣檢測(cè)方法和漏氣問(wèn)題處理工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備；漏氣；原因；檢查；處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0108-02

GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備即SF6氣體絕緣全封閉組合開(kāi)關(guān)設(shè)備，主要有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器等組成，其原理是將這些設(shè)備密封在一個(gè)接地的金屬外殼之中，在整個(gè)密閉的金屬殼體中充滿SF6氣體介質(zhì)，其起到滅弧和絕緣的作用。與傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備相比，GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備具有較高的可靠性和安全性，而且結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、噪音小、安裝和檢修簡(jiǎn)便、故障率低，目前廣泛應(yīng)用在高壓和超高壓領(lǐng)域。但是GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備對(duì)密封性要求較高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作和檢修工藝的技術(shù)難度較高，所以一旦出現(xiàn)故障需要專業(yè)的檢修隊(duì)伍進(jìn)行處理，影響正常供電和其他非故障元器件[1]。

1 GIS常見(jiàn)漏氣部位

GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備常見(jiàn)的漏氣部位主要是法蘭連接處、充氣閥、氣路連通管接頭、密度繼電器接口、互感器二次線端子、二次壓力表接頭、拐臂盒軸封、筒體焊縫裂紋、絕緣子裂紋、進(jìn)出線套管與法蘭澆鑄處、手孔蓋、傳動(dòng)軸座軸封、附件砂眼和氣室伸縮節(jié)接口等處。一旦GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)生漏氣故障，需要專業(yè)的檢修人員到場(chǎng)使用檢漏儀進(jìn)行檢查，確認(rèn)漏氣部位，主要是對(duì)法蘭面、密封槽、絕緣子的平整程度以及外觀等進(jìn)行檢查，還要確認(rèn)筒體焊縫有無(wú)裂紋和氣孔、鑄造零部件有無(wú)砂眼、密封圈有無(wú)缺陷等[2]。

2 GIS漏氣原因分析

2.1 焊縫出現(xiàn)裂紋

GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)是筒體和管路，其是由焊接而成的，所以焊縫部位是容易產(chǎn)生漏氣的原因之一，但是筒體和管路在加工的過(guò)程中對(duì)焊縫的質(zhì)量要求較高，所以在制作過(guò)程中通常不會(huì)出現(xiàn)焊縫漏氣的問(wèn)題，引起焊縫漏氣的原因則可能是在筒體和管路運(yùn)輸、保管和安裝的過(guò)程中，由于外力作用而引起的焊縫出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，此問(wèn)題通常通過(guò)補(bǔ)焊的方式即可消除。

2.2 密封圈缺陷

在GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備中，密封圈的密封方式有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封兩種，其中前者由于需要運(yùn)動(dòng)結(jié)合，所以要求密封圈具有一定的靈活性，此種方式的密封圈壓縮量較小，但是由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)容易對(duì)密封圈造成磨損而降低其密封性；而后者是容易出現(xiàn)漏氣的部位之一，主要在靜態(tài)密封圈的安裝時(shí)，對(duì)密封圈本身的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，而且安裝過(guò)程中對(duì)密封圈有較大的壓縮量，所以如果安裝不規(guī)范通常會(huì)對(duì)密封圈造成損壞，或者在安裝時(shí)緊固方式不當(dāng)，造成密封圈未能落入密封槽底；此外，密封圈的長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致其老化也會(huì)降低其密封性能。

2.3 密封面遭破壞

在GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的裝配時(shí)，如果操作不當(dāng)會(huì)疏忽容易造成密封面出現(xiàn)磕碰和劃傷等破壞，是引起GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)生漏氣的常見(jiàn)原因之一。在對(duì)密封面的法蘭進(jìn)行緊固時(shí)，如果緊固方式不對(duì)，沒(méi)有均衡施力，也會(huì)導(dǎo)致密封面發(fā)生破壞而發(fā)生漏氣問(wèn)題。

2.4 盆式絕緣子漏氣

在GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備中盆式絕緣子的作用是支撐和氣隔，由于其支撐的重量較大，承受著較大的擠壓力，所以在裝配的過(guò)程中，如果方法不當(dāng)沒(méi)有將其安裝在正確的位置，采用暴力硬壓的方式進(jìn)行緊固，容易導(dǎo)致絕緣子發(fā)生破裂，從而引起漏氣問(wèn)題[3]。

3 檢查方式及現(xiàn)場(chǎng)處理工藝

3.1 檢查方法

（1）抽真空檢漏。抽真空檢漏是對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、氣室空間較大的部位進(jìn)行檢漏的常用方法之一，具體的方法是對(duì)此部位的氣室進(jìn)行抽真空達(dá)到一定數(shù)值，如150Pa，此時(shí)記錄時(shí)間，并繼續(xù)抽真空0.5h，然后停止真空泵靜置0.5h讀取此時(shí)氣室內(nèi)的真空度為A1，之后繼續(xù)靜置5h并讀取真空度為A2，如果A2-A1≤150Pa，就證明氣室的密封性良好，反之，則說(shuō)氣室存在泄漏問(wèn)題。（2）定性檢漏。在需要對(duì)GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行密封性試驗(yàn)時(shí)，檢漏操作需在充氣24h之后進(jìn)行，并分為定性檢漏和定量檢漏兩個(gè)步驟。前者的主要作用是初步查找漏氣部位，在進(jìn)行定性檢漏之前的準(zhǔn)備階段，需對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行初步檢查和控制，要求檢測(cè)環(huán)境中無(wú)風(fēng)且不含有SF6氣體，而且對(duì)于檢漏儀的精度要求為大于等于1×10-8，初次還要求待檢測(cè)部位的表面無(wú)雜質(zhì)和灰塵等，在用檢漏儀對(duì)待檢測(cè)部位檢測(cè)時(shí)，其探槍距離待檢測(cè)部位表面1～2mm，并沿著待檢測(cè)部位進(jìn)行緩慢移動(dòng)，同時(shí)觀察檢漏儀的儀表顯示和報(bào)警聲音，如果儀表指針擺動(dòng)較為輕微或者基本不動(dòng)，也沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警聲音，則說(shuō)明待檢測(cè)部位的密封性良好，反之則說(shuō)明待檢測(cè)部位存在漏氣現(xiàn)象，需采用肥皂水對(duì)待檢測(cè)部位進(jìn)行涂抹，出現(xiàn)大量泡沫的位置即進(jìn)一步確認(rèn)為泄漏點(diǎn)。（3）定量檢漏。在GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的密封性試驗(yàn)中，在通過(guò)定性檢漏步驟確認(rèn)漏氣部位或漏點(diǎn)之后需要再進(jìn)行定量檢漏。其步驟主要有氣體收集、取樣測(cè)量和泄漏量計(jì)算三步。在對(duì)氣體進(jìn)行收集時(shí)通常采用局部包扎法，采用容易測(cè)量體積的具有規(guī)則幾何形狀的容器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行收集，將收集起來(lái)的氣體作為試驗(yàn)樣品進(jìn)行體積的計(jì)算，并通過(guò)累積漏出的SF6氣體濃度經(jīng)計(jì)算得出年漏氣率，且規(guī)定年漏氣率不能超過(guò)1%。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)處理工藝

（1）密封面受力不均的處理。當(dāng)密封面出現(xiàn)受力不均的問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)其外觀進(jìn)行檢查，檢查密封圈兩側(cè)的筒體是否在同一直線上，如果肉眼檢測(cè)不出，則可借用水平尺等量具，此問(wèn)題較容易被檢測(cè)出，然后通過(guò)對(duì)筒體的職稱調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)將筒體中心調(diào)至同一直線上，并進(jìn)行校正。如果是由于螺栓為緊固到位造成密封面不對(duì)稱，則需要對(duì)氣室進(jìn)行抽真空，然后將螺栓進(jìn)行重新緊固。（2）密封面劃傷的處理。此問(wèn)題的處理方式通常采用500號(hào)或600號(hào)砂紙進(jìn)行手工打磨，如果密封面面積較小，則需要用800號(hào)砂紙進(jìn)行再次打磨，打磨時(shí)打磨的軌跡要與法蘭周?chē)姆较蛞恢?，?dāng)劃痕打磨干凈之后，需要采用工業(yè)百潔布進(jìn)行拋光處理，之后將灰塵和雜質(zhì)進(jìn)行清潔，確保處理后的密封面不再出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。（3）密封圈漏氣的處理。當(dāng)密封圈處發(fā)生漏氣問(wèn)題時(shí)，需將密封圈進(jìn)行拆卸，并對(duì)其進(jìn)行檢查，當(dāng)密封圈出現(xiàn)劃傷、凸起、變形、老化、空腔等缺陷時(shí)需要將其進(jìn)行更換。在密封圈安裝的過(guò)程中，先將密封圈和密封槽進(jìn)行清潔，清潔后涂抹厚度不大于0.1mm的真空硅脂，在密封圈安裝時(shí)需確認(rèn)將其放入密封槽中，在螺栓的緊固是需按照?qǐng)D紙和設(shè)計(jì)要求的力矩進(jìn)行平衡緊固，避免將其損壞。（4）其他部位漏氣的處理。其他部位如氣體單向閥座和充氣接頭的連接處、SF6氣體壓力表和蓋板處，當(dāng)壓力表處發(fā)生漏氣時(shí)，需將壓力表進(jìn)行拆除，而充氣接頭或蓋板處漏氣時(shí)，需將對(duì)應(yīng)的氣室進(jìn)行斷電，并將氣室內(nèi)的SF6氣體進(jìn)行回收后再進(jìn)行拆解。漏氣故障的處理工藝同以上三種情況的處理工藝。（5）檢查確認(rèn)。需要注意的是，在經(jīng)過(guò)泄漏檢測(cè)和處理之后，需要再進(jìn)行一次密封試驗(yàn)檢查，將相應(yīng)部位的氣室進(jìn)行抽真空并靜置一段時(shí)間，采用抽真空檢漏的方式檢查其密封狀況，如密封良好則將SF6氣體充入并達(dá)到額定壓力，靜置24h，微水試驗(yàn)合格后再進(jìn)行檢漏，密封良好即可確認(rèn)對(duì)GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的漏氣檢測(cè)和處理全部完成。

4 結(jié)語(yǔ)

GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備在電力企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其擁有重多優(yōu)點(diǎn)，但是其制造工藝技術(shù)要求高，一旦發(fā)生故障其檢修時(shí)間較長(zhǎng)，影響電力的正常供應(yīng)。GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的主要故障為漏氣缺陷故障，其主要由焊縫出現(xiàn)裂紋、密封圈存在缺陷、密封面遭到破壞以及絕緣子損壞等原因造成的，當(dāng)漏氣故障發(fā)生時(shí)，需要按照抽真空檢漏、定性檢漏和定量檢漏的檢查步驟進(jìn)行漏點(diǎn)確認(rèn)和年漏氣率的計(jì)算，并按照相應(yīng)的處理工藝對(duì)發(fā)生問(wèn)題的部位進(jìn)行處理，保證GIS開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行和電網(wǎng)的穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]孫改蘭，高研.GIS設(shè)備漏氣缺陷及防范措施[J].河南電力，2014，（3）：29-31.

[2]李飛宇，馮茜.GIS設(shè)備漏氣防范措施[J].硅谷，2015，（1）：127.

[3]趙曉娜，賈玉昌，祁歌，等.河南油田GIS設(shè)備漏氣故障分析與處理[J].安全、健康和環(huán)境，2015，（1）：5-7.