SF6壓力表典型缺陷問題分析及運維策略

陶可鵬 陳翹楚

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

SF6氣體是一種無色、無毒的稀有氣體，具有很強的絕緣特性和滅弧能力，已經(jīng)成為變電站內(nèi)斷路器、GIS封閉組合電器和電流互感器等一次設(shè)備的主要絕緣介質(zhì)。SF6電氣設(shè)備符合無油化、小型化及自動化的要求，因此得到了廣泛應(yīng)用。這類設(shè)備的內(nèi)部氣體壓力通過SF6壓力表進行監(jiān)測，以確保設(shè)備的正常運行。

SF6壓力表有著控制和保護系統(tǒng)的雙重作用，其對氣體壓力值、泄漏引起的壓力下降速度的監(jiān)測至關(guān)重要。SF6壓力表為精密部件，在雨水、光照、高溫等因素的影響下很容易出現(xiàn)老化，導(dǎo)致其氣密性降低或進水受潮，造成氣壓檢測不準確；還會導(dǎo)致表內(nèi)精密部件受潮，絕緣降低，出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地的風(fēng)險；表內(nèi)因漏氣或進水可能發(fā)生輔助接點誤動作，或是帶有溫度補償裝置的SF6密度繼電器因長期正對陽光出現(xiàn)異常，使設(shè)備出現(xiàn)誤報警等故障。

此外，SF6壓力表暴露在空氣中的表盤容易出現(xiàn)污漬或模糊不清，影響巡視人員查看。針對近年來SF6壓力表存在的缺陷，對問題原因及運維策略進行研究分析，以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，顯得尤為重要。

1 典型缺陷案例

案例一：2019年12月，500 kV某變電站500 kV開關(guān)C相SF6氣體壓力低，達到0.72 MPa，發(fā)出告警信號（額定值0.8 MPa，報警值0.72 MPa，閉鎖值0.7 MPa）。經(jīng)紅外檢漏，發(fā)現(xiàn)開關(guān)C相漏氣點位于壓力表處。隨后更換新的壓力表，然后補充試驗合格的SF6氣體至額定壓力值，該缺陷消除。

案例二：2020年9月，繼保班組對220 kV某變電站220 kV某線路間隔定檢時發(fā)現(xiàn)，開關(guān)B、C相的壓力表接點絕緣低，操作回路之間有寄生電壓，立即將情況上報變電管理所相關(guān)專責(zé)，要求檢修班組在該間隔停電時間內(nèi)進行處理。檢修人員現(xiàn)場更換B、C兩相壓力表后測量其接點絕緣正常，操作和遙信回路不再出現(xiàn)串供電現(xiàn)象。

2 原因分析

案例一中缺陷壓力表為上下兩層結(jié)構(gòu)，經(jīng)紅外檢漏，漏氣點位于壓力表層間位置，對壓力表進行解體分析，進一步明確漏氣位置及原因。解體前，檢查壓力表外觀，無明顯破損、銹蝕等異常情況，壓力表由上下兩層構(gòu)成，通過3個螺釘固定，層間存在約3 mm的空隙。將連接壓力表上下層的螺釘擰開，發(fā)現(xiàn)上下層固定處有3個緩沖腳墊；上下層通過一根細銅管連接，作為SF6氣體的通道；銅管有明顯的銹蝕痕跡，如圖1所示。

圖1 壓力表上下層通過細銅管連接

銅管與上層連接點通過一只螺釘起縱向固定作用，將螺釘擰開后，稍用力即可拔出連接體。連接體由三層金屬片和兩道密封膠圈間隔排列構(gòu)成，其中密封膠圈存在明顯破損、老化現(xiàn)象。銅管與下層連接點通過一段塑膠管起固定與密封作用，未發(fā)現(xiàn)老化、破損現(xiàn)象；用力向外拉，未發(fā)現(xiàn)松動。

綜上，通過對案例一中壓力表進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)以下問題：一是連接上下層的銅管銹蝕，這是由于雨水和濕氣侵入壓力表層間空隙導(dǎo)致；二是銅管與上層的連接體稍用力即可拔出，說明橫向緊固力不足；三是銅管與上層連接體的兩道密封膠圈存在明顯破損、老化現(xiàn)象，說明密封性能下降甚至失效。

案例二中開關(guān)操作回路之間的串供電現(xiàn)象具體表現(xiàn)為：只合上操作電源Ⅰ，操作電源Ⅱ回路帶有-50 V直流電；拆除C相壓力表在相關(guān)二次回路的接點后變?yōu)?27 V左右，拆除B相后變?yōu)?7 V；同樣合上操作電源Ⅱ，操作電源Ⅰ回路帶有-50 V左右寄生電壓，拆除C相壓力表二次回路的接點后變?yōu)?27 V左右，拆除B相后變?yōu)?7 V。

現(xiàn)場對該開關(guān)B、C相壓力表再次進行絕緣測試檢查，發(fā)現(xiàn)兩相壓力表的接點4和5之間絕緣均明顯低于工業(yè)行業(yè)標準要求的20 MΩ，而其他接點之間的絕緣性能良好。對兩相壓力表進行解體分析，排查到壓力表內(nèi)部電路板接線柱上的4和5之間絕緣電阻低，約為0.5 MΩ，而其他接點之間絕緣電阻正常。

該壓力表的1、2接點接入的是遙信回路，3、4接點接入的是操作電源Ⅰ回路，5、6接點接入的是操作電源Ⅱ回路，而4和5接點之間絕緣降低，是導(dǎo)致串供現(xiàn)象出現(xiàn)的直接原因。該線路間隔進行綜自改造時未發(fā)現(xiàn)此問題，缺陷發(fā)生時期雷雨天氣較為頻繁，由于該開關(guān)三相壓力表未安裝防雨罩，雨水可從壓力表透氣孔、進線孔等位置進入表內(nèi)，導(dǎo)致壓力表內(nèi)部受潮，致使電路板接線柱上的4和5之間絕緣低，是缺陷發(fā)生的根本原因。

3 運維策略

（1）對于案例一的缺陷壓力表，設(shè)備廠商無法提供壓力表的結(jié)構(gòu)圖、原理圖等設(shè)備資料，不利于缺陷快速、深入分析，建議SF6電氣設(shè)備采購時要求廠家提供壓力表的結(jié)構(gòu)圖、原理圖。

（2）壓力表可根據(jù)實際情況配置防雨罩，有效阻止雨水進入壓力表層間位置；并在細銅管外層包覆一層絕緣材料，有效抑制銅管銹蝕，提高壓力表層間連接處的密封性能，抑制壓力表漏氣缺陷。

（3）結(jié)合設(shè)備停電加強對壓力表的專項檢查，重點檢測接點之間絕緣電阻是否超過規(guī)定要求，尤其要注意設(shè)備的密封是否良好，防止暴曬或受潮，對于壓力表的二次線盒需涂抹密封膠，并安裝特制專用防雨罩。

（4）使用一般工具強行拆卸、解體表盤很容易造成其變形，嚴重影響表盤密封性，緊固圓形表盤時極易施力不均勻，造成表盤刮花的情況發(fā)生。而且壓力表價格較高，僅因表盤模糊即更換整個表計價格昂貴且將產(chǎn)生巨大的浪費。同時由于表計與設(shè)備之間采用鉚接結(jié)構(gòu)連接，拆裝更換整個表計存在較大困難。因此，急需研制一種拆裝專用工具對缺陷壓力表進行輪換檢修，并有針對性地開發(fā)一套新型耐高溫、耐磨且不易模糊的觀察表盤。

4 結(jié)語

本文對SF6壓力表典型缺陷案例進行了原因分析，并提出了整改措施及運維策略。可利用SF6電氣設(shè)備壓力表的結(jié)構(gòu)及原理圖，快速、深入分析缺陷；加強專項檢查，重點檢測接點之間絕緣電阻是否超過規(guī)定要求；配置專用防雨罩，二次線盒涂抹密封膠，提高壓力表層間連接處的密封性能，抑制壓力表漏氣缺陷，從而確保SF6電氣設(shè)備的安全可靠運行，為電網(wǎng)的安全生產(chǎn)提供有力保障。通過研制壓力表表盤省力拆裝專用工具的科學(xué)手段，可以降低壓力表運維過程中的風(fēng)險，提升工作效率，保證運維質(zhì)量和設(shè)備健康度，達到降低設(shè)備風(fēng)險的目的。現(xiàn)場調(diào)試和實驗證明，所提專用工具能簡便、快速、省力地更換缺陷壓力表表盤，新型表盤能夠有效減輕表盤模糊現(xiàn)象，值得在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)全面推廣。