淺析GIS斷路器油泵漏油的原因及運維措施

孫 浩

（中國南方電網超高壓輸電公司天生橋局，貴州黔西南562499）

0 引言

GIS是運行可靠性高、維護工作量少、檢修周期長的高壓電氣設備，其故障率只有常規設備的20%～40%，但GIS也有其缺點，例如SF6氣體泄漏、外部水分滲入、導電雜質的存在、絕緣子老化、油泵家族性故障等因素影響，都可能導致GIS發生故障。而GIS的全密封結構使故障的定位及檢修比較困難，檢修工作繁雜，事故發生后的平均停電檢修時間比常規設備長，其停電范圍廣，常涉及非故障元件。

1 典型故障

1.1 事故簡介

2019年某換流站發生一起GIS斷路器緊急缺陷，現場檢查發現5043斷路器A相機構箱內存在噴油現象，此斷路器機構型號為GST-550BH；額定電壓：550 kV；操作方式：分相操作。在將斷路器操作到檢修狀態后，檢修人員打開機構箱發現機構箱內信號缸過渡塊下有大量油跡，如圖1所示，檢查油箱油位低至告警油位以下，油壓表壓力顯示正常為33 MPa，隨后對機構進行泄壓，檢查機構箱內航插及端子排未受油跡影響，擦凈液壓機構模塊上油跡后，發現信號缸上部的過渡塊右側加工孔螺塞處滲漏油，如圖2所示，隨即對機構箱進行排油，排油后拆下右側加工孔螺塞后發現墊圈已損壞斷裂。

圖1 開關滲漏油

圖2 開關滲漏油位置

1.2 事故處理過程

檢修人員在作業下方鋪墊毛巾，防止更換過程中過渡塊內流出的殘油弄臟機構箱，拆下固定在信號缸側面的行程開關的固定螺栓并放置在機構箱內，拆下固定過渡塊和信號缸的4顆M8螺栓，取下信號缸和過渡塊整體放置在鋪墊有毛巾的地面上，將信號缸和過渡塊進行拆解，拆下原過渡塊上的白色保護墊圈和O形密封圈，在新過渡塊和對接面上及槽內薄涂硅脂SH45，在槽內安裝白色保護墊圈和O形密封圈，安裝新的過渡塊并緊固，在過渡塊上安裝信號缸并緊固，安裝信號缸側面的行程開關，在螺塞上裝入O形圈并薄涂硅脂SH45，在過渡塊兩側加工孔處裝入螺塞（新品），緊固力矩12 Nm。安裝常高壓油側和命令側排氣閥，其中排氣螺栓下方螺母緊固力矩100 Nm，上方螺母緊固力矩40 Nm。打開油箱注油至綠色標線以上停止，未發現有滲漏油現象。

2 故障分析

2.1 漏油原因分析

（1）現場對過渡塊右側堵頭處進行檢查時發現，重新擰入螺塞后位置不正，檢查螺孔內部螺紋完好，進一步發現螺孔開孔尺寸有偏差，導致螺塞安裝不良。

（2）機構過渡塊命令側油管路螺孔與端面垂直度不良，螺塞帶O形圈無法正確安裝，O形圈受力不均勻，一側因受力過大導致出現斷裂，不能起到很好的密封作用，由于該側油壓高，故該處的高壓油噴出形成漏油現象，如圖3所示。

圖3 漏油原因分析

2.2 漏油引起的其他現象分析

2.2.1 機構頻繁打壓原因

由于設備處于合閘運行狀態，過渡塊內高壓油滲漏失壓，機構壓力下降至32 MPa時啟動油泵，補壓至33 MPa，油泵停止。漏油一直持續，機構繼續失壓，形成了“油泵補壓——漏油失壓——繼續補壓”的循環狀態，因此出現了機構頻繁打壓現象，且隨著液壓油的泄漏，油箱內的液壓油減少，補壓時間間隔將會變小，頻繁打壓現象加劇，直至液壓油不足，油泵處于持續補壓狀態。開關油泵故障前后打壓次數統計如表1所示。

從表1看出：

表1 開關油泵故障前后打壓次數統計

（1）油泵補壓時長基本一致，電機輸出功率穩定，補壓效率未降低。

（2）補壓間隔時間縮短，漏油現象在第6次補壓后呈現急劇增加趨勢，并最終在第8次補壓過程中12：47：09時因油箱內液位低報油泵故障信號。

2.2.2 油泵故障原因

機構頻繁補壓，高壓油不斷充滿過渡塊，油從過渡塊命令側不斷漏出，漏油導致油箱內油位下降，當油箱內油位低至低油位報警開關33Q動作時，GCB油泵故障信號出現，如圖4所示。

圖4 油泵故障信號

3 運維建議

（1）用塞尺檢查螺塞是否有間隙，有間隙的螺塞需要停電時拆解檢查或更換。

（2）關注機構打壓異常或油泵故障信號，出現異常時檢查機構是否有滲漏油，機構箱底部是否有油跡，并及時更換受損密封件或緊固機構，安裝螺栓。

（3）定期巡查，檢查機構是否有漏油、滲油現象，早發現早處理。

4 其他類似故障分析及建議

（1）換向閥滲漏油。

根據現場調查結果，存在滲漏油的30相換向閥，漏油量輕微，屬于正常現象。后續處理：如果發現漏油量明顯增多，必要時更換密封圈。

（2）信號缸的過渡塊排氣閥螺栓滲漏油。

從設備安裝到目前為止，發現兩個排氣閥漏油情況：1）2017年漏油位置，現場檢查緊固螺栓后漏油現象消失。2018年該位置又出現漏油現象，現場更換兩個排氣閥，更換后試驗合格，目前為止沒有發現漏油。2）2018年液壓機構排氣閥漏油，現場緊固排氣閥后，到目前為止沒有漏油現象。泄漏原因：排氣閥采用紫銅墊密封，紫銅墊的安裝狀態、緊固力矩的大小，都有可能導致滲漏油。后續處理：如果發現此處有滲漏油現象，應更換排氣閥和密封墊。

（3）機構頻繁打壓。

根據現場統計的整站斷路器油泵打壓次數可知：每相機構每月打壓次數不同，某相打壓次數最多，為43次，平均每天打壓1.43次。打壓次數差異原因：液壓機構打壓次數和整個油路系統密封性有關，特別是換向閥、二級閥、安全閥等主要位置的密封性是造成打壓差異的主要原因。對整臺機構來說，密封性的差異是客觀存在的，因此油泵打壓次數有差異是正常現象，只要每天打壓次數在設計范圍內，就不影響設備的性能。但如果機構打壓次數有增多趨勢，就需要分析原因，必要時進行維修或更換處理。如果打壓次數很穩定，則不需要處理。

5 結語

GIS設備制造技術在不斷進步和發展，40多年來，各GIS生產廠家圍繞著提高經濟性和可靠性這兩個主要目標，在元件結構、組合形式、制造工藝以及使用和維護方面進行了大量研究、開發。目前，GIS設備的技術性能與參數已超過常規開關設備，并且結構大大簡化，可靠性大大提高，為GIS進一步小型化發展創造了十分有利的條件。