黃捷
(浙能集團(tuán)樂(lè)青電廠,浙江 溫州 325600)
GIS開(kāi)關(guān)氣室外部部件,特別是戶外型GIS開(kāi)關(guān),包括操作機(jī)構(gòu)、螺栓、潤(rùn)滑油,就地控制柜繼電器、密封圈等與運(yùn)行時(shí)間密切相關(guān),故建議采用年限周期的方式進(jìn)行檢修。而室內(nèi)布置的GIS相對(duì)運(yùn)行情況良好,無(wú)特殊缺陷性故障且考慮經(jīng)濟(jì)性要素的情況下可采用斷路器分合次數(shù)達(dá)到某一定值的方式進(jìn)行檢修。以下是國(guó)內(nèi)使用較多的GIS廠家對(duì)檢修周期及檢修方式的推薦情況:(1)日本三菱:每6年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體檢查、更換主部件;(2)廈門(mén)ABB:每5年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;斷路器分合5000次需打開(kāi)主管體檢查維修、更換主部件;(3)上海西門(mén)子:每10年或開(kāi)關(guān)分合3000次進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;每25年或斷路器分合6000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行大修;(4)新東北:每6年或開(kāi)關(guān)分合500次進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行大修;(5)平高東芝:每12年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;每18年需打開(kāi)主管體進(jìn)行定期維修;(6)西電開(kāi)關(guān):每6年進(jìn)行定期維修采用不打開(kāi)開(kāi)關(guān)氣室方式;每12年或斷路器分合2000次需打開(kāi)主管體進(jìn)行定期維修。
設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的檢查,主要以外觀表計(jì)示數(shù)為主,周期可為每周或每月。檢查內(nèi)容包括:(1)指示設(shè)備的位置狀態(tài);(2)異常的噪音和氣味;(3)過(guò)熱導(dǎo)致的變色;(4)外殼及支架的生銹損傷情況;(5)氣壓及油壓標(biāo)記示數(shù);(6)Sf6微水7紅外熱成像(一般情況下每個(gè)元件的溫升不超過(guò)50K,在最高環(huán)境溫度為40℃外殼的溫升不超過(guò)30K);(7)如有條件可配置SF6氣體紅外檢漏儀,對(duì)法蘭面及氣體管道進(jìn)行常規(guī)檢測(cè),在SF6氣體壓力下降較為明顯的情況中比較常規(guī)的液體表面張力法、定性檢漏、定量檢漏法有著無(wú)需直接接觸、檢測(cè)靈敏度高、支持任何背景等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)CIGRE對(duì)日本、中東、歐洲的335臺(tái)200kV電壓等級(jí)以上GIS主要故障部件的統(tǒng)計(jì),斷路器或開(kāi)關(guān)29.9%,隔離開(kāi)關(guān)18.2%,接地開(kāi)關(guān)3.6%,電流互感器1.2%,電壓互感器4.8%,母線6.9%,母線管道與連接部分22.4%,氣體套管6.9%,電纜盒與密封件1.8%,變壓器出口套管1.8%,避雷器1.2%,其他部分1.5%??梢葬槍?duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線管道及連接部分等缺陷較為頻繁的設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)巡檢并制定相應(yīng)策略。
清掃、整體檢查、試驗(yàn)數(shù)據(jù)要求可以參照DL596.預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
由于GIS設(shè)備實(shí)際運(yùn)行壽命一般超過(guò)30年,通常需要完成內(nèi)部機(jī)構(gòu)檢查以確保性能的延續(xù),設(shè)備運(yùn)行超過(guò)15年或者發(fā)生異常運(yùn)行情況后可進(jìn)行,可能的主要內(nèi)容包括:(1)斷路器檢修工作(包含滅弧室和隔離開(kāi)關(guān)氣室的拆卸和更換);(2)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)檢查更換;(3)隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀機(jī)構(gòu)箱檢修;(4)LCP屏維護(hù);(5)破損結(jié)構(gòu)件更換;(6)吸附劑更換;(7)筒體充抽SF6氣體;(8)常規(guī)檢修項(xiàng)目。
3.3.1 目視檢查
記錄維護(hù)檢修工作前后的氣體壓力和運(yùn)行計(jì)數(shù)器參數(shù)。檢查外殼、支撐結(jié)構(gòu)和操作箱表面上是否有生銹的部分或油漆剝落。清潔后如發(fā)生生銹或剝落的區(qū)域,使用專用涂料涂刷。檢查SF6氣體管道是否有松動(dòng),SF6氣體含水量檢測(cè)及純度檢測(cè)。
3.3.2 SF6氣體含水量檢測(cè)及純度檢測(cè)
開(kāi)關(guān)間隔充氣后至少8小時(shí)后,應(yīng)測(cè)量確認(rèn)含水量不超過(guò)150ppm或500ppm-V。氣體純度不低于98%,否則應(yīng)重新充放氣。
3.3.3 SF6氣體壓力開(kāi)關(guān)測(cè)試
關(guān)閉主要?dú)忾T(mén),打開(kāi)充氣口進(jìn)行泄壓,分別將表計(jì)泄壓至報(bào)警壓力、閉鎖壓力,檢查是否可靠拒動(dòng),記錄數(shù)據(jù)及動(dòng)作情況。
3.3.4 油壓動(dòng)作測(cè)試及油壓充氣測(cè)試
將警鈴或蜂鳴器連接至壓力開(kāi)關(guān)的輸出端口或其他適用于測(cè)試的可用端口。自動(dòng)充壓至額定油壓,確認(rèn)充壓速率小于42sec/1.0MPa。拉開(kāi)油泵電源開(kāi)關(guān)。打開(kāi)手動(dòng)減壓閥檢查壓力,分別檢查報(bào)警、閉鎖壓力下,開(kāi)關(guān)是否可靠拒動(dòng)。
3.3.5 漏油測(cè)試
設(shè)定油壓為31.5MPa并記錄環(huán)境溫度。停運(yùn)油泵并保持5個(gè)小時(shí)。檢查油壓及油溫,確認(rèn)漏油速度小于0.5MPa/h。
式中,P1、t1為測(cè)試前的壓力和溫度;P2、t2為試驗(yàn)后的壓力和溫度;T為測(cè)試時(shí)間;P2’為溫度補(bǔ)償;△P為漏油速度。
(1)禁止開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀在筒體無(wú)SF6氣體或是運(yùn)輸微正壓的情況下分合,一定壓力的SF6具有黏稠性,對(duì)開(kāi)關(guān)起到保護(hù)作用,同樣的未充氣至額定壓力的開(kāi)關(guān)所做的試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法正確反應(yīng)出物理狀態(tài)。(2)對(duì)氣室內(nèi)的檢修,開(kāi)蓋后應(yīng)通風(fēng)15分鐘,進(jìn)入前測(cè)量氧氣濃度,使用吸塵器收集筒底固體塵埃。(3)氣室充、抽氣應(yīng)連接過(guò)濾器和預(yù)濾器。SF6充氣過(guò)程中,真空狀態(tài)下(小于300Pa)至少需保持1h,國(guó)內(nèi)部分氣體廠家建議時(shí)間為6h。(4)氣密性檢查應(yīng)安排在間隔充氣至額定壓力值的6小時(shí)后,SF6質(zhì)量檢查應(yīng)安排在間隔充氣至額定壓力值的12小時(shí)后。(5)對(duì)于開(kāi)蓋檢修的戶外GIS設(shè)備,需在環(huán)境濕度小于80%的情況下開(kāi)展檢修工作。在高環(huán)境濕度的環(huán)境下,需盡量縮短開(kāi)蓋時(shí)間,同時(shí)延長(zhǎng)真空保壓時(shí)間??諝饣厥諘r(shí),氣壓在1300Pa左右水分開(kāi)始蒸發(fā);壓力保持500Pa左右約20分鐘,水分含量逐漸降低;壓力300Pa左右水分逐漸消失。在60分鐘時(shí)水分下降速度趨于平緩。
局部放電發(fā)生非常迅速,持續(xù)時(shí)間微1~2ms,在整個(gè)系統(tǒng)傳輸過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)一些衰減和失真,為了提高靈敏度,可采用特高頻(UHF)檢測(cè)法,將帶寬延展到1200MHz左右。然而高頻組份具有高傳播消耗的特性,將受限于監(jiān)測(cè)范圍(10~20m)。另一種方法是使用幾百兆赫的頻帶,兼顧靈敏度與監(jiān)測(cè)范圍。
使用采用帶接觸探針的便攜式超聲波監(jiān)測(cè)器,監(jiān)測(cè)局放過(guò)程中的聲波信號(hào),該種探測(cè)器的輸出通過(guò)電學(xué)方法轉(zhuǎn)換成人耳可識(shí)別的聲學(xué)信號(hào),并送入耳機(jī)為檢查者記錄分析。但需要注意的是,如果發(fā)電發(fā)生在絕緣子中如絕緣子內(nèi)含有氣泡,往往會(huì)衰減聲波信號(hào)不利于檢查發(fā)現(xiàn);如果是金屬顆粒污染放電、電極上存在毛刺等情況則會(huì)非常容易被檢測(cè)錄入。
在SF6氣體中發(fā)生的局放會(huì)造成SF6分接并產(chǎn)生微量的分解物。分解物的化學(xué)成分非常復(fù)雜,經(jīng)常分析的有:SOF2、SO2F2、SO2等。然而氣室較大的間隔往往會(huì)稀釋分解物的濃度且配備的干燥劑會(huì)吸附分解物,從而影響監(jiān)測(cè)分析。局放產(chǎn)生的分解物與內(nèi)部拉弧故障產(chǎn)生的分解物相似、含量不同,與變壓器油色譜新三比值法概念相似,未來(lái)仍有許多的發(fā)展可能。
在電力行業(yè)中大量使用的六氟化硫,其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,通常條件下不易分解,生命周期可達(dá)3200年、GWP值為8000,對(duì)溫室效應(yīng)的影響極大。1997年中國(guó)就已經(jīng)簽署并核準(zhǔn)了《京都協(xié)定書(shū)》對(duì)溫室氣體的排放嚴(yán)格控制。
事實(shí)上,電力設(shè)備維修和退役所造成的SF6排放量約占全氟化物氣體總排放的70%,故加強(qiáng)GIS檢修中的SF6管理尤為重要。首先,檢修方式下需保證管體抽氣的時(shí)間,筒體內(nèi)部的盆式絕緣子及機(jī)械不部件之間有大量縫隙容易積存氣體。其次,在日常巡檢中應(yīng)注意氣室年漏氣量小于0.5%,巡檢應(yīng)同時(shí)記錄當(dāng)時(shí)的氣象環(huán)境數(shù)據(jù),便于在相似環(huán)境下的數(shù)據(jù)比對(duì)。
GIS檢修間隔時(shí)間普遍大于12年,優(yōu)質(zhì)的檢修技術(shù)對(duì)接下來(lái)設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。在電力市場(chǎng)改革的時(shí)代浪潮下,降低了因設(shè)備可控、可預(yù)見(jiàn)缺陷導(dǎo)致的停役消缺所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。但以提高效率、降低成本、優(yōu)化資源配置為主導(dǎo)的市場(chǎng)機(jī)制,對(duì)GIS的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求。