淺析秦港110kV3#站GIS組合電器微水處理

陳辰

秦皇島港股份有限公司電力分公司 河北 秦皇島 066000

1 立項(xiàng)背景

秦港110kV3#變電站采用西門(mén)子生產(chǎn)的戶內(nèi)式GIS，雙母線結(jié)構(gòu)，包含2個(gè)進(jìn)線間隔，2個(gè)出線間隔，1個(gè)母聯(lián)間隔，4個(gè)測(cè)量保護(hù)間隔。絕緣氣體為六氟化硫（SF6），斷路器氣室的額定壓力為0.56MPa，其他氣室的額定壓力為0.45MPa。110kV3#站在2015年10月的檢修中檢查出GIS組合電器4個(gè)VT氣室微水超標(biāo)，微水含量分別為550PPm、562PPm、867PPm、854PPm。我們隨即使用高純氮?dú)庋h(huán)凈化，然后充入全新SF6氣體的方式進(jìn)行處理[1]。而在隨后的2016年5月的檢修中檢查出VT氣室微水含量再度超標(biāo)，4個(gè)VT氣室微水含量依次為520PPm、600PPm、650PPm、550PPm。說(shuō)明GIS設(shè)備在長(zhǎng)期的運(yùn)行中已產(chǎn)生泄漏缺陷，微水的持續(xù)超標(biāo)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成了極大的安全隱患。（SF6氣體微水含量在運(yùn)行時(shí)標(biāo)準(zhǔn)為斷路器氣室＜300ppm，其他氣室＜500ppm。）

2 技術(shù)方案

GIS設(shè)備的泄露部位主要包括法蘭連接處、充氣閥、氣路連通管接頭、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。

我們首先采用定性分析查找GIS泄露點(diǎn)，用檢漏儀探槍在VT氣室表面1～2mm除緩慢移動(dòng)，探槍在VT室法蘭連接處發(fā)出報(bào)警。之后我們對(duì)發(fā)現(xiàn)漏氣超標(biāo)的部位用肥皂水對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行涂抹，泄漏點(diǎn)發(fā)現(xiàn)泡沫，由此我們確認(rèn)VT室法蘭連接處為泄漏點(diǎn)。隨后我們對(duì)GIS對(duì)VT氣室進(jìn)行了拆解，發(fā)現(xiàn)VT氣室法蘭槽加工過(guò)深和橡膠密封圈老化變形兩處問(wèn)題。

2.1 VT氣室法蘭槽加工過(guò)深

110kV3#站VT氣室的連接螺栓為盲孔結(jié)構(gòu)，螺栓垂直插入，上部孔徑大，下部孔徑小，且螺栓擰緊后外部未涂抹密封膠，盲孔深度約為70mm，連接螺栓長(zhǎng)度為65mm，密封面盲孔連接螺栓與螺孔間有約5mm深空腔，安裝時(shí)盲孔螺栓空腔部位未按工藝填充密封膠導(dǎo)致密封面失效。

發(fā)現(xiàn)缺陷后，我們對(duì)VT氣室法蘭螺栓進(jìn)行了更換。在螺孔底部打入密封膠填充，將65mm螺栓更換為70mm螺栓，有效減少空腔體積，同時(shí)將螺栓打固定力矩，并在外圍涂抹密封膠進(jìn)行密封處理。處理后，我們持續(xù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.2 橡膠密封圈老化變形

VT室法蘭接口處“O”形圈有明顯老化變形痕跡，密封橡膠圈（O形圈）泄漏之所以經(jīng)常發(fā)生是由于密封圈的質(zhì)量問(wèn)題。絕大部分GIS設(shè)備在剛投運(yùn)初期密封性良好，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，設(shè)備會(huì)發(fā)生明顯泄漏現(xiàn)象，原因是橡膠材料的選材不良，絕緣性經(jīng)過(guò)運(yùn)行一段時(shí)間后下降所致。

我們對(duì)比了原廠所使用的氯丁橡膠圈與計(jì)劃改用的三元乙丙橡膠圈性能，氯丁橡膠圈：耐熱性能好、硬度高；三元乙丙橡膠圈：壓縮率高、永久變形率低。

因?yàn)榻^緣膠圈應(yīng)用的PT氣室不同于斷路器氣室，所以對(duì)溫度的要求并不很高。密封膠圈的硬度高則密封接觸力大，對(duì)密封性能的提高有一定的好處，但密封圈材料的硬度是把雙刃劍，硬度越高，密封圈被壓縮的應(yīng)力將增大，加速了密封圈的老化，而110kV3#站本身就處于海邊，處于一個(gè)易腐蝕環(huán)境，這將進(jìn)一步加快絕緣膠圈的老化變形。在滿足靜密封結(jié)構(gòu)單層O型密封圈基礎(chǔ)壓縮率25%的情況下，我們選擇變形率低且不易老化的三元乙丙橡膠圈以替代原有氯丁橡膠圈，以減少GIS密封性能隨運(yùn)行年限增長(zhǎng)而快速下降的問(wèn)題。

GIS開(kāi)關(guān)在裝配完膠圈后，會(huì)在膠圈外側(cè)涂抹脂類(lèi)物質(zhì)輔助密封。在密封槽外的對(duì)接面處涂抹適量的脂類(lèi)物質(zhì)，涂抹的量以對(duì)接面緊固后有少量擠出對(duì)接面為宜。由于脂類(lèi)物質(zhì)的填充，也起到了防止氣體泄漏的作用[2]。

3 施工過(guò)程

螺栓及絕緣膠圈的安裝：在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，先用500號(hào)或600號(hào)砂紙打磨處法蘭理密封面，在處理窄小的密封面時(shí)在500號(hào)或600號(hào)砂紙打磨的基礎(chǔ)上再用800號(hào)砂紙加工密封面上的漆膜。密封面打磨的軌跡一定為周向，防止出現(xiàn)徑向劃痕，在使用600號(hào)及更高號(hào)的水砂紙時(shí)用酒梳密封面處理好之后，要將其擦拭干凈。在密封面處理完畢后，密封面光滑無(wú)粗糙感，無(wú)徑向貫穿密封面的劃痕，無(wú)凹凸不平。法蘭對(duì)接前，按工藝要求對(duì)密封面和密封圈進(jìn)行清洗，在清理干凈的密封圈和密封槽內(nèi)均勻涂少許真空硅脂，厚度不大于0.1mm。安放密封圈時(shí)，確認(rèn)膠圈落槽完好后進(jìn)行緊固。密封面的螺栓要用力矩扳手按照產(chǎn)品技術(shù)文件中規(guī)定的力矩?cái)Q緊，密封圈靠近大氣一側(cè)及其對(duì)應(yīng)的法蘭密封面上涂以密封膠。

對(duì)GISPT氣室重新充氣：將VT氣室的氣體回收至0bar；將VT氣室抽真空至133pa以下，單個(gè)VT氣室抽真空的時(shí)間大于2小時(shí)；將VT氣室充入高純氮?dú)庵?bar左右，靜置12小時(shí)；將VT氣室充入SF6氣體至額定壓力；靜置24小時(shí)，檢測(cè)PT氣室中的水分值。

4 實(shí)施效果

在本次110kV3#站GISPT氣室密封改造完成后，我們?cè)?個(gè)多月的時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行了持續(xù)的觀察與檢測(cè)，取得最新微水?dāng)?shù)據(jù)符合GIS氣室微水含量的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

本次改造工程，投入少，拆除設(shè)備部件少，投入人力物力少，工作時(shí)間短，在處理六氟化硫設(shè)備微水超標(biāo)問(wèn)題上步驟清晰。在以SF6為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)，通過(guò)本次改造所應(yīng)用的思路可以有效地縮減針對(duì)SF6設(shè)備微水問(wèn)題的檢修維護(hù)時(shí)間，保證設(shè)備長(zhǎng)期投入運(yùn)行。

本次110kV3#站GISPT氣室密封改造有效保障了110kv3#站的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)了110kV3#站GISPT氣室的密封時(shí)限，對(duì)七公司的安全、連續(xù)生產(chǎn)起到了重要的保障作用。