GIS 設(shè)備SF6 氣體濕度超標(biāo)的原因分析及處理

汪小平，李眾

( 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司株洲供電分公司，湖南 株洲412000)

GIS 設(shè)備SF6斷路器、SF6電流互感器等SF6電氣設(shè)備中的微水含量是影響氣體絕緣性能的重要因素，如果SF6氣體濕度超標(biāo)或產(chǎn)生凝露，將會(huì)對(duì)設(shè)備安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1 氣室現(xiàn)場(chǎng)跟蹤檢測(cè)結(jié)果

某變電站GIS 設(shè)備于2008 年11 月進(jìn)行了交接試驗(yàn)，2008 年12 月投運(yùn)。2012 年6 月4 日對(duì)該變電站GIS 設(shè)備SF6氣室進(jìn)行了例行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)5×14TV氣室SF6濕度為718 μL/L。根據(jù)“GIS 開關(guān)設(shè)備無電弧分解物隔室運(yùn)行中濕度≤500 μL/L”的規(guī)定〔1〕，測(cè)試結(jié)果超標(biāo)。發(fā)現(xiàn)該狀況后，對(duì)該氣室SF6濕度進(jìn)行了1 次/月跟蹤檢測(cè)。歷次測(cè)試結(jié)果見表1 所示。

表1 氣室SF6氣體濕度測(cè)試結(jié)果

在檢測(cè)出5×14TV 氣室SF6濕度超標(biāo)后，對(duì)該氣室進(jìn)行了分解產(chǎn)物檢測(cè)，結(jié)果見表2 所示。從表2 中的SO2+SOF2，H2S 和CO 測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，檢測(cè)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，未見異常。

表2 氣室SF6氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)結(jié)果

在檢測(cè)出5×14TV 氣室SF6濕度超標(biāo)后，對(duì)該氣室進(jìn)行了超聲波帶電局放檢測(cè)，結(jié)果如圖1，2所示。從超聲波局放檢測(cè)圖譜可以看出，檢測(cè)結(jié)果未見異常。

圖1 背景噪聲圖譜

圖2 5×14TV 氣室測(cè)試圖譜

2 濕度超標(biāo)原因分析

SF6電氣設(shè)備中水分的主要來源有:新氣中固有的殘留水分;安裝充氣過程也會(huì)將水分帶入SF6氣體;密封不良導(dǎo)致的水分滲入;設(shè)備零部件、內(nèi)部固體絕緣材料及外殼及吸附劑等所吸收的水分也會(huì)部分釋放到SF6氣體中;設(shè)備運(yùn)行過程中各種化學(xué)變化產(chǎn)生的水分等。

從表1 中可以看出，每次測(cè)量時(shí)氣室壓力值無明顯變化，說明氣室密封良好，SF6氣體無泄漏，排除了因外界水分進(jìn)入而使SF6氣體濕度超標(biāo)的可能性。通過與GIS 設(shè)備廠家的多次溝通，進(jìn)一步分解認(rèn)為:由于氣室內(nèi)部零部件在加工、儲(chǔ)存與裝配過程中吸附了空氣中的水分，這些水分在短時(shí)間干燥處理過程中真空處理不徹底，因此相當(dāng)一部分的水分仍會(huì)吸附在零部件中。零部件中的水分含量往往大于干燥SF6氣體中的水分含量，長(zhǎng)期運(yùn)行過程中會(huì)慢慢地向SF6氣體中排放。由于設(shè)備內(nèi)裝設(shè)有吸附劑，在運(yùn)行的最初一段時(shí)間內(nèi)滲出的水分都被吸附劑吸收，因此，濕度不會(huì)有大的變化。但隨運(yùn)行時(shí)間增加，分子篩趨于飽和，水分不能被充分吸收，造成氣體濕度快速增長(zhǎng)，氣室內(nèi)SF6氣體水分含量增大。

3 現(xiàn)場(chǎng)處理

因其它檢測(cè)(包括絕緣電阻、漏氣率、外觀檢查、壓力檢查等)均未發(fā)現(xiàn)異常，氣室SF6氣體濕度超標(biāo)異常情況發(fā)現(xiàn)后的分解產(chǎn)物及超聲波帶電局放檢測(cè)結(jié)果也未見異常，因此認(rèn)為5×14TV 氣室應(yīng)該不存在絕緣等缺陷，此次異常情況只是單一的SF6濕度超標(biāo)，需要停電對(duì)氣室進(jìn)行處理。

2012 年8 月底，對(duì)GIS 設(shè)備5×14TV 氣室進(jìn)行了停電處理:利用氣體回收裝置回收氣室內(nèi)的超標(biāo)SF6氣體;更換內(nèi)部吸附劑;對(duì)該氣室抽真空，抽至200 Pa 時(shí)關(guān)閉真空閥，3 h 后檢查氣室壓力值;確認(rèn)壓力值保持不變后，充入高純氮?dú)庵?.5 MPa并保持3 h 后再次抽真空，之后充入高純氮?dú)庵?.5 MPa 保持3 h;進(jìn)行氣室濕度檢測(cè)，結(jié)果為65 μL/L，排除氮?dú)猓^續(xù)抽真空至200 Pa;充入SF6氣體;靜置一段時(shí)間后，檢測(cè)氣體濕度并對(duì)該氣室進(jìn)行全面的檢漏。

處理后，氣室濕度檢測(cè)結(jié)果為59 μL/L，數(shù)據(jù)合格。

4 氣室處理后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

處理合格投運(yùn)后，繼續(xù)對(duì)5×14TV 氣室進(jìn)行了多次跟蹤檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表3。可以看出，處理后5×14TV 氣室SF6氣體濕度穩(wěn)定，表明此次處理取得了良好的效果。

表3 氣室處理后SF6氣體濕度測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)束語(yǔ)

1)文中所述GIS 設(shè)備SF6氣體濕度超標(biāo)的原因是產(chǎn)品在短時(shí)間干燥處理過程中真空處理不徹底而造成內(nèi)部零部件中水分殘留。建議加強(qiáng)該類設(shè)備駐廠監(jiān)造。

2)在發(fā)現(xiàn)5×14TV 氣室SF6氣體濕度超標(biāo)后，對(duì)該氣室進(jìn)行了分解產(chǎn)物及超聲波局放檢測(cè)，更全面地掌握了該設(shè)備運(yùn)行狀況，為現(xiàn)場(chǎng)處理方案的制定提供了有力的依據(jù)。

3)處理后的檢測(cè)結(jié)果表明，本次問題處理取得圓滿成功。

〔1〕DL/T 393—2010 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程〔S〕. 北京:中國(guó)電力出版社，2010.

〔2〕GB/T 8905—1996 六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢修導(dǎo)則〔S〕. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

〔3〕陳化鋼. 電力設(shè)備事故處理手冊(cè)〔M〕. 北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

〔4〕羅學(xué)琛. SF6氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)〔M〕. 北京:中國(guó)電力出版社，1998.

〔5〕季嚴(yán)松，王承玉，楊 韌，等. SF6氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)技術(shù)及其在GIS 設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用〔J〕. 高壓電器，2011，47(2):100-103.

〔6〕黎斌，沈棟良，楊 潔. SF6的溫度與濕度及其對(duì)產(chǎn)品絕緣性能的影響〔J〕. 高壓電器，2010，46 (1):97-98.