220kV 倒立式SF6 CT 漏氣原因分析及處理

□郭志斌 林向榮

一、引言

近年來隨著電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展，倒立式SF6氣體絕緣電流互感器(CT)在電力系統(tǒng)中得到較為廣泛的應(yīng)用。與普通油浸式電流互感器相比，它的耐絕緣老化性能更好，運(yùn)行更安全，使用壽命更長(zhǎng)，日常維護(hù)量更小。但作為采用SF6氣體絕緣的設(shè)備，如果SF6氣體壓力低于額定值時(shí)，極易造成設(shè)備內(nèi)部的絕緣材料受潮，使運(yùn)行中的SF6設(shè)備絕緣強(qiáng)度快速降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成絕緣擊穿、爆炸事故，直接影響到設(shè)備的運(yùn)行安全。因此，一旦發(fā)現(xiàn)SF6氣體絕緣的設(shè)備存在漏氣故障必須立即采取措施及時(shí)消除。

二、異常現(xiàn)象

某220kV 變電站新增一批220kV 倒立式SF6氣體絕緣電流互感器(CT)，型號(hào):LVQB -220W3，在進(jìn)行送電前設(shè)備檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)有4 臺(tái)SF6CT 的SF6氣體壓力較交接時(shí)的氣體壓力有明顯下降，有的甚至為0Mpa，SF6氣體全部漏光。而這些SF6CT 在半個(gè)月前剛已進(jìn)行過SF6氣體交接試驗(yàn)，SF6氣體濕度及檢漏測(cè)試均合格。而且在試驗(yàn)合格后，所有SF6CT 被吊裝至設(shè)備構(gòu)架上進(jìn)行安裝，期間檢查SF6氣體壓力也均正常。究竟是什么原因造成了SF6CT 的漏氣?作為220kV 等級(jí)的SF6高壓電氣設(shè)備，還未投運(yùn)就接連出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，這是十分不正常的，而且如果這些CT 在運(yùn)行中再發(fā)生漏氣，那必將給公司電氣設(shè)備運(yùn)行安全帶來極大威脅。

三、故障分析

為了弄清造成SF6CT 漏氣故障的具體原因，對(duì)幾臺(tái)漏氣SF6CT 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)整體檢漏查找。最終發(fā)現(xiàn)這些CT 漏氣點(diǎn)均為SF6密度繼電器連接頭與下部逆止閥固定座連接處(如圖1)。經(jīng)過仔細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析，認(rèn)為造成該型SF6CT 漏氣主要有以下原因:

(一)SF6氣體密度繼電器連接頭與逆止閥固定座的材質(zhì)不一致。SF6氣體密度繼電器通常是專門的廠家生產(chǎn)，再由SF6設(shè)備廠家制作專用逆止閥固定座使其與SF6電氣設(shè)備連接。從調(diào)查情況看SF6氣體密度繼電器連接頭一般為不銹鋼材質(zhì)，逆止閥固定座通常為鑄銅材質(zhì)。由于不銹鋼與鑄銅材質(zhì)不一致，其相對(duì)磨擦力不足，即使旋緊后在外力作用下也極易松動(dòng)。

圖1

(二)防偏轉(zhuǎn)定位措施無效。該型CT 生產(chǎn)廠家為防止SF6氣體密度繼電器表頭松動(dòng)，采取了在逆止閥固定座上加裝防偏轉(zhuǎn)定位銷。利用它卡住SF6氣體密度繼電器連接頭螺紋來防止SF6氣體密度繼電器發(fā)生偏轉(zhuǎn)。但從實(shí)際應(yīng)用情況來看，由于SF6氣體密度繼電器連接頭為光滑的圓柱體，定位銷與其接觸面很小，受到外力作用時(shí)，防轉(zhuǎn)定位銷根本無法卡住連接頭，不能有效起到防偏轉(zhuǎn)作用。

(三)內(nèi)部密封墊片太光滑。經(jīng)檢查SF6氣體密度繼電器連接頭與逆止閥固定座之間的密封都采用華茲墊片。該墊片為硬質(zhì)墊片，耐老化，在沒有外力作用的情況下密封良好，但因其表面光滑，沒有彈性，組裝時(shí)即使擰緊了，也不能提供足夠的磨擦力來防止松動(dòng)。

(四)安裝位置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。當(dāng)前多數(shù)廠家將SF6氣體密度繼電器內(nèi)置安裝在SF6CT 底座內(nèi)，這樣SF6氣體密度繼電器就不易被磕碰。但這批SF6CT 的SF6氣體密度繼電器卻將SF6氣體密度繼電器安裝在底座的外側(cè)。由于SF6氣體密度繼電器表頭部位體積大，連接部位又較細(xì)，還橫向裝設(shè)。這種設(shè)計(jì)是為方便運(yùn)行中對(duì)SF6氣體壓力的監(jiān)視，但是這種外置式的設(shè)計(jì)卻在整個(gè)SF6氣體密度繼電器處形成了一個(gè)以連接部位為軸心，以SF6氣體密度繼電器保護(hù)罩為驅(qū)動(dòng)力臂的不穩(wěn)定力學(xué)結(jié)構(gòu)。這種力學(xué)結(jié)構(gòu)決定了不論連接頭部位固定得有多緊，只需在保護(hù)罩上逆時(shí)針施加一個(gè)很小的力量，SF6氣體密度繼電器表頭就必然會(huì)發(fā)生逆向偏轉(zhuǎn)，造成連接頭松動(dòng)，使SF6CT 漏氣。

由于這種不穩(wěn)定力學(xué)結(jié)構(gòu)的存在，使該型SF6CT 在安裝過程中只要受到稍微劇烈的震動(dòng)，或是檢修人員不經(jīng)意的輕微外力磕碰，SF6氣體密度繼電器連接頭處都會(huì)松動(dòng)，由于漏氣點(diǎn)十分隱秘，漏氣量較小，SF6氣體壓力降低往往在安裝后幾天才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行威脅非常大。

四、故障處理及防范措施

找到220kV 倒立式SF6CT 漏氣原因后，立即與廠家聯(lián)系，并采取措施對(duì)漏氣SF6CT 進(jìn)行了處理。具體處理及防范措施如下:

(一)對(duì)尚有氣壓的SF6CT 采取堵漏充氣處理。對(duì)SF6氣體密度繼電器連接頭處更換新密封圈，然后在連接螺紋處涂抹堵漏密封膠，對(duì)連接頭處重新進(jìn)行緊固，并充氣至額定氣壓，再重新進(jìn)行電氣交接試驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)SF6氣體濕度、對(duì)設(shè)備跟蹤檢漏一周應(yīng)無異常。

(二)對(duì)于SF6氣體已全部漏光的SF6CT。為防止SF6CT內(nèi)部絕緣材料受潮，在緊固更換密封圈后，采取真空充氮置換處理。先對(duì)SF6CT 內(nèi)部現(xiàn)場(chǎng)抽極限真空24 小時(shí)，再充入高純氮靜置24 小時(shí)，檢測(cè)高純氮?dú)怏w濕度。待測(cè)試高純氮?dú)怏w濕度合格后，重新抽極限真空，并充入新SF6氣體至額定氣壓，重新進(jìn)行電氣交接試驗(yàn)、檢測(cè)SF6氣體濕度、對(duì)設(shè)備跟蹤檢漏一周應(yīng)無異常。

圖2

(三)防止該型SF6CT 在運(yùn)行中因外部原因再次發(fā)生松動(dòng)漏氣。針對(duì)該型SF6CT 氣體密度繼電器連接部位外型結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種SF6氣體密度繼電器連接頭防松固定夾(如圖2 所示)。它充分利用SF6氣體密度繼電器逆止閥固定座與表頭逆止閥連桿是整體澆鑄的特點(diǎn)，按照連接頭和逆止閥固定座外部形狀差異可以相互止擋的原理，以SF6氣體密度繼電器逆止閥固定座為固定支點(diǎn)，通過對(duì)兩者的夾持緊固來改變?cè)热菀资芡饬λ蓜?dòng)的不穩(wěn)定力學(xué)結(jié)構(gòu)，達(dá)到對(duì)連接頭部分防松緊固。利用它對(duì)SF6氣體密度繼電器連接頭處進(jìn)行防松加固，即可防止運(yùn)行中因外部因素再次發(fā)生松動(dòng)漏氣。

五、建議

第一，倒立式SF6CT 在新安裝和投運(yùn)初期，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)氣體壓力的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。在設(shè)備投運(yùn)前及每次氣體測(cè)試后都要記錄氣室的壓力和環(huán)境溫度。

第二，為便于投運(yùn)后采用壓差法及時(shí)發(fā)現(xiàn)SF6氣體泄漏故障，在倒立式SF6CT 安裝充氣時(shí)，應(yīng)盡可能將各相同壓力氣室的SF6氣體壓力調(diào)至統(tǒng)一的數(shù)值，確保設(shè)備異常能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并及時(shí)消除。

第三，有條件時(shí)，可對(duì)倒立式SF6CT 在投運(yùn)前用SF6紅外泄漏檢測(cè)儀進(jìn)行一次全面的掃查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱蔽的泄漏點(diǎn)。

第四，將現(xiàn)場(chǎng)工作人員在該型SF6CT 上工作注意事項(xiàng)寫入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工序質(zhì)量卡，并采取相應(yīng)防碰措施盡量避免在工作中碰及SF6氣體密度繼電器的表頭。

六、結(jié)語(yǔ)

通過本次倒立式SF6CT 氣體泄漏故障的分析及處理，說明SF6氣體密度繼電器連接部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材質(zhì)是SF6CT氣體泄漏的主要原因，必須對(duì)其加以重視并采取有效措施防止SF6氣體漏氣故障發(fā)生。由于SF6電氣設(shè)備發(fā)生氣體泄漏將直接影響到運(yùn)行的安全，在日常工作中必須快速準(zhǔn)確地查找設(shè)備的泄漏點(diǎn)，及時(shí)消除設(shè)備運(yùn)行隱患。