GIS運行中的SF6氣體管理與泄漏處理

趙寧

摘 要：GIS是一種氣體絕緣金屬封閉開關設備，其在變電站中發揮著重要作用。只有GIS正常運行，才可以為變電站正常工作提供保障。如果其中SF6氣體發生泄漏，就會直接影響GIS的正常運行。因此，在GIS運行期間，一定要對SF6氣體進行有效管理，盡量防止其發生泄漏。文章從SF6氣體在水分、壓力以及純度三方面管理入手分析，探索SF6氣體泄漏原因以及處理方法。

關鍵詞：SF6氣體；管理與泄露；運行維護

前言

近年來，國際社會一直都在提倡綠色環保的概念，我國也將生態保護納入到了國家發展戰略之中。以往變電站當中高耗能的設備已經逐漸被淘汰，由小型、無油以及自動化的設備所取代。GIS中全部的帶電部分均使用金屬外殼進行包圍。GIS在安裝、檢修以及運行期間，人們必須對SF6氣體進行微水含量、密封以及純度方面的處理，這直接影響著GIS運行的年限以及穩定性。

1 水分管理

1.1 微水超標原因

GIS在運行期間，處于斷路器存在空間的SF6氣體中的微水含量不能超過0.0003。通常GIS中進入水分主要有三種方法。第一，GIS當中有機絕緣物質中原本含有的水分在經過長時間的緩慢蒸發會混入到SF6氣體之中。第二，水分從設備密封墊滲透到了GIS當中。第三，安裝期間產品以及裝備器壁上本身就有水分殘留。而GIS之中微水超標一般是從密封墊中有水分滲透了進來。

1.2 給GIS造成的危害

如果GIS當中的水分含量達不到凝露標準時，一般不會對設備中的絕緣性產生影響。如果水分處在0度或以下溫度，其在到達飽和之后，就會直接出現凝華現象，在絕緣物件的表面凝華成霜。當設備中的相對濕度達到30%時，盡管水分以固體形態存在，沒有直接形成液體。但是如果此時SF6氣體之中含有水分較多，那么受潮的便面覆有SF6氣體分解物的絕緣體就會變為半導體[1]。這就使得絕緣體電阻值下降，進而引發較高的擊穿電壓，使得GIS整體絕緣性能直線下降。

1.3 水分管理相關措施

相關人員必須對GIS內部氣室中的SF6氣體進行定期的水分檢測。一般情況下，GIS在每運行三個月技術人員就應該對SF6氣體之中的水分含量進行檢測，直到多次測量之后，水分含量保持平穩，這是人們可以將檢測周期延長至一年。若氣室中SF6中水分超出了規定值，則必須要對室內氣體進行凈化。之后，對于新添加進來的氣體還要重新進行水分檢測，只有達到合格標準才可進行添加。同時，為了控制內部水分，可以適當添加一些吸附劑，如活性的氧化鋁等。

2 壓力管理

當前，對GIS之中關于氣體壓力相關管理方法主要是在斷路器所處空間設置了報警壓力以及閉鎖壓力。報警壓力的檢修周期一般設定為6年，以使得GIS內部一般不會達到這一壓力值。此外，由于現在技術水平有限，盡管密封墊長時間劣化會導致內部氣壓下降，但是人們現在還沒有找到二者間準確的關系。因此，當前只能將每年的漏氣率定為不超過1%。然后每隔15天對氣室中的SF6氣體壓力值進行記錄，并與之前的數值相對比。如果有大幅度變化，則必須進行漏氣方面檢測。

3 純度管理

下表為SF6氣體最新質量標準圖表。

上表中的雜質在SF6氣體之中的含量是非常少的。在進行純度檢測時，SF6氣體在GIS充入24小時后可以才可以進行預防性相關試驗。GIS中SF6氣體不易大量排放，應該采取凈化裝置回收[2]。然后在將設備抽成真空狀態，之后用高純度氮氣進行3次沖洗，再經清洗出來的廢物放進20%NaOH溶液之中浸泡12小時深埋。并且SF6氣體瓶必須要放置到干燥、陰涼以及通風良好位置，并且瓶身保持直立，遠離油污以及熱源。

4 對于氣體泄漏相關處理

4.1 檢測氣體密度和泄漏

在GIS中充完SF6氣體之后，必須要通過對SF6密度的檢測來衡量GIS內是否已達到要求的絕緣性。由于SF6密度決定氣室絕緣性能，這與溫度沒有關系。GIS中的SF6一旦發生泄漏，必然會導致內部氣壓降低，進而SF6的密度下降，接著就會造成開關的耐壓性能下降，斷路器失靈等后果。由此可見，要想GIS一直穩定運行，必須要對SF6的密度以及水分含量進行監測。SF6氣體具有的溫度與擊穿強度關系圖如下：

由圖可知，當密度不變時，擊穿強度不隨溫度變化而變化。當壓力不變時，擊穿強度會隨著溫度增加而減小。

4.2 泄漏原因以及對策分析

第一，焊縫造成氣體泄漏。在對GIS相關設備進行焊接時，必須要使用質量較高的對罐體進行焊接的技術。這樣可以有效避免氣體由焊縫泄漏出來。第二，氣體容易從密封面泄漏出來。這對這類氣體泄漏，一般采用的都是錯位罐體對正、調整的方法。然后用砂紙對密封面進行手工打磨。最后再將其擦拭干凈，出去灰塵與雜質。第三，密封閥與壓力表接觸面的氣體泄漏。SF6通過氣體截止閥的波紋管發生的泄漏是對GIS造成的最大威脅[3]。因此，在選擇截止閥時，必須選用O形環以及密封板對其進行密封。這樣可以有效避免氣體泄漏。

5 結束語

由于GIS具有體積較小，使用空間不大，不容易受外界因素干擾，運行比較穩定，配置較為靈活，并且維護起來相對容易，檢修周期相對較長等多方面優點，已經被大范圍的應用到了變電站之中。如果SF6氣體發生泄漏、存在導電雜質、外部滲水或者絕緣體發生老化等因素，一般會導致GIS內部出現故障，進而影響變電站其他設備無法正常運行。所以，人們只有在GIS從安裝、維護再到檢修期間不斷積累以及總結經驗，才可以將GIS的作用發揮到最大值。

參考文獻

[1]張浩，吳凱，管敏淵，等.一起GIS設備SF6氣體泄漏故障的分析與處理[J].浙江電力，2016（09）：35-38.

[2]林向宇，連和，林向昊，等.GIS設備中SF6氣體泄漏的檢查與處理[J].電世界，2016（09）：9-11.