換流站閥廳穿墻套管六氟化硫氣體濕度超標原因分析

李臻，龔尚昆，周舟，徐松

(國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007)

換流站閥廳穿墻套管六氟化硫氣體濕度超標原因分析

李臻，龔尚昆，周舟，徐松

(國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007)

換流站閥廳穿墻套管SF6氣體濕度超標會對設備的安全運行帶來安全隱患。本文結合某換流站閥廳穿墻套管濕度超標案例，分析了濕度超標的原因，及現場處理的注意事項和技術要求，并對于分析處理過程進行了數據分析，指出現場處理的著重點。

閥廳；穿墻套管；六氟化硫；SF6；濕度

穿墻套管作為換流站特有的設備，因其承擔聯系閥廳內換流閥和戶外設備的作用而倍受重視〔1〕。穿墻套管外部采用帶硅橡膠裙部的合成外殼，內部使用無油樹脂浸紙冷凝芯，用六氟化硫 (SF6)氣體作為芯與外殼內表面之間的絕緣〔2〕。SF6氣體具有出色的絕緣性能與滅弧性能。然而，若SF6氣體濕度含量超出一定的標準，穿墻套管的安全運行會受到威脅。SF6氣體的電弧分解物在水分作用下會產生多種有毒化合物和酸性氣體，如氟化亞硫酰(SOF2)和氫氟酸 (HF)等，從而腐蝕穿墻套管內部材料；當穿墻套管中的水分發生凝露時，絕緣材料沿面的絕緣強度將會大大降低，威脅設備的安全運行〔3〕。

1 現場檢測情況

某±500 kV換流站閥廳穿墻套管于2003年5月投運，由ABB公司生產。2016年4月1日對該換流站閥廳穿墻套管進行SF6氣體濕度檢測試驗時發現極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△ A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管SF6氣體濕度超出廠家推薦標準規定值900μL/L。檢測數據及歷史數據見表1。

表1 閥廳穿墻套管SF6氣體濕度 μL/L

從表1可知，極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極Ⅰ Y/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管SF6氣體濕度逐年增加，且2016年4月的檢測數據已超出廠家推薦標準規定值900μL/L?？膳卸ㄔO備氣室內部濕度超標，氣室內部已受潮，須盡快處理，防止缺陷繼續發展，造成設備損壞。

2 原因分析

SF6電氣設備中水分的來源主要包括:新氣中的殘留水分；充氣過程中帶入的水分；密封不良導致水分滲入；設備零配件及絕緣材料吸附的水分〔4〕。本文所述案例中，閥廳穿墻套管SF6設備密度繼電器壓力示值正常，且無明顯壓力下降情況，未發現泄漏點。同時，閥廳穿墻套管并未進行補氣或換氣試驗，可排除外界水分進入套管內部的可能性。因此，可認定閥廳穿墻套管氣室在裝備過程中真空干燥處理不徹底，設備零配件及絕緣材料吸附的水分逐漸擴散至SF6氣體內部，導致氣體濕度逐年增加，最終超出標準值。

3 現場處理過程

本文所述案例中設備未發現其他異常 (包括分解產物、純度等)，故只需結合檢修將閥廳穿墻套管進行抽真空處理，后充入干燥的SF6氣體。

1)檢修前對設備外觀所有的部件、瓷件及絕緣件進行檢查，未發現異常；

2)啟動SF6氣體回收裝置對極Ⅰ Y/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管進行抽真空處理，待真空度達到133 Pa以下后繼續抽真空8 h。維持真空泵運轉不小于30 min，停止運行真空泵30 min后，讀取真空度為A，間隔1 h后讀取真空度為B，BA≤133 Pa，表明氣室內外密封良好；

3)停機保持12 h后，檢查真空度無明顯變化；

4)充入檢驗合格的SF6氣體 (濕度為30μL/L，純度為99.9%)至0.28 MPa，并用SF6濕度檢測儀檢測濕度 (見表2)；

5)充入SF6氣體24 h及48 h后，分別用SF6濕度檢測儀檢測濕度 (見表2)；

6)使用SF6氣體檢漏儀對極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極ⅠY/Y C相a套管進行檢漏，未發現泄漏點。

處理后，極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極ⅠY/Y C相a套管濕度數值合格且穩定，滿足處理要求。

表2 閥廳穿墻套管處理前后SF6氣體濕度

值得注意的是，傳統的現場處理方法中，需在抽真空后充入高純氮氣，并保持24 h后抽真空〔4〕，此步驟期望將設備零配件及絕緣材料吸附的水分進行進一步干燥處理，將增加大量的工作時間。而在實際的檢修換氣過程中，此種處理效果較為有限。2015年，該換流站曾對極ⅠY/△B相b套管、極ⅠY/△C相a套管、極Ⅰ Y/△C相b套管、極ⅠY/Y B相b套管及極ⅠY/Y C相b套管進行換氣處理，其中極ⅠY/△B相b套管、極ⅠY/△C相a套管、極ⅠY/△C相b套管處理過程中充入氮氣，而極ⅠY/Y B相b套管及極Ⅰ Y/Y C相b套管則未充入氮氣，處理結果見表3。

表3 2015年處理的閥廳穿墻套管SF6氣體濕度

可以看出，在處理完成運行1年后，每個套管的SF6氣體濕度含量均出現一定上升，且處理過程中是否充入氮氣對處理過程無明顯影響。結果表明，對于SF6氣體濕度超標現場處理，其著重點為抽真空過程。因此在2016年的處理過程中，因檢修工期緊張，未采用充氮處理。

4 處理注意事項

1)每次檢測或充氣前，均需使用合格氣體吹掃管路；2)檢修工作應在空氣濕度小于 80%、無風沙、無雨水的條件下進行，且應采取相應防塵、防潮措施；

3)檢修產生的SF6廢氣應采用回收措施，以防止產生環境污染。

5 結束語

閥廳穿墻套管SF6氣體濕度超標會對設備的安全運行帶來安全隱患。若閥廳穿墻套管現場組裝及安裝過程中干燥處理效果不佳，則其內部濕度會逐漸增加以至于超標。而通過日常處理工作并不能徹底清除設備內部水分，因此需通過加強日常監測工作，發現問題后結合實際進行綜合分析及處理，并采取相應處理，防止事故發生，保障設備安全運行。

〔1〕陳力，夏杰.奉賢換流站直流800 kV穿墻套管的安裝工藝〔J〕.電力建設，2010(11):50-53.

〔2〕謝超，何平.800 kV特高壓直流穿墻套管故障分析 〔J〕.中國電力，2015(7):27-30.

〔3〕李剛，朱革蘭.SF6電器設備中水分控制及濕度超標處理 〔J〕.高壓電器，2006，42(2):139-141.

〔4〕汪小平，李眾.GIS設備SF6氣體濕度超標的原因分析及處理〔J〕.湖南電力，2013，33(5):52-53.

Analysis of Excessive Humidity in SF6Bushing of Valve Hall in Converter Station

LI Zhen，GONG Shangkun，ZHOU Zhou，XU Song
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

There will be protential safety risks caused by the excessive humidity in SF6bushing of valve hall in converter station.This paper introduces a case of excessive humidity in SF6bushing of valve hall in converter station.The reasons of excessive humidity are analyzed，technical requirements and notes are also introduced.By studying the data of SF6treatment，the focal point is pointed out in this paper.

valve hall；bushing；sulfur hexafluoride；SF6；humidity

TM46

:B

:1008-0198(2017)02-0064-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.02.015

2016-08-03

李臻(1989)，安徽蒙城人，工程師，理學博士，主要從事油分析、GIS帶電檢測及六氟化硫分解產物研究。