[断路器SF6气体泄漏故障查找分析] 110kv六氟化硫断路器

  摘要 由于SF6气体具有优良的绝缘和灭弧功能,SF6断路器在高压设备领域中占有绝对优势,因此其故障出现的频率也越来越高,泄漏故障却是其中常见的故障;快速寻找泄漏点是有效解决排除泄漏故障的关键环节。
  关键词 SF6气体泄漏;泄漏源;定性检漏;定量检漏
  中图分类号TM561 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)80-0033-02
  随着科技的进步和制造水平的提高,SF6断路器的产品性能和质量也在不断提高,其产品倍受用户的青睐。然而大面积的使用,使其故障发生的频率也在不断上升,出现故障的原因其中有设计原理性故障,有制造工艺上的故障,有材质选择不当的故障,据针对故障原因的调查统计,有20%~30%的故障是由于SF6气体的泄漏原因引起的。气体检漏也是电气安装过程中一个重要的不可忽视的重要工作内容。
  1 泄漏源查找
  泄漏是一种很普通的现象,凡是存在浓度高低、温度差异、压
  力不同的地方都会有泄漏存在。要针对不同的泄漏情况有效地采取针对性的补救措施,首先要能及时地查找到泄漏的根源。根据本人在变电站电气设备安装过程中,不断与厂家探讨、研究,发现SF6断路器气体泄漏源地查找,存在于一下几处关键点部位:
  1)液压机构的泄漏。对不同的液压机构,其泄漏的部位及情况会有所不同,但总的来说,主要泄漏部位有以下几处:(1)阀门和密封圈、密封垫。三通阀、放油阀、一级阀、二级阀、保护阀等。造成泄漏的原因有阀芯关闭不严、接触面加工精度不够而不平正;阀体有砂眼、密封处没压紧、放气螺栓没拧紧;(2)压力表、压力继电器接头处。这些接头的密封垫、密封圈不平正或者失效没有弹性易造成渗漏;(3)据厂家提供,工作缸活塞杆、储压筒活塞的密封面。因为这些部位的密封圈、密封垫经常受到活动的摩擦,容易发生变形,变位或者受损。液压机构存在泄漏而造成的后果是显而易见的,小的泄漏既影响到设备的清洁,也必然会引起油泵的频繁打压或补压时间过长;阀体大量的渗油会造成失压故障,液压油进入储压筒使气体侧会造成压力异常升高,从而导致临修、误动、成为设备缺陷,影响设备的安全运行。
  2)本体及连接部位的泄漏。(1)焊缝。焊接时由于电流过大,焊缝烧穿,开始有微漏,过一段时间后漏气量逐渐增加;在两种不同材料的连接处,由于局部应力过大,焊缝开裂同样会造成泄漏,这种情况由于现在厂家制造工艺的提高与改进,在现场安装以及运行过程中出现的比率较小;(2)支持瓷套与法兰联接处。由于这部分压强较大,若密封不严密极易泄漏,如瓷套结合面加工粗糙,结合面不严密,密封圈不平正、粘接不牢固;(3)管路接头、密度继电器接口、压力表接头、三联箱盖板等处。这些部位是接头、接口、密封和焊缝多的部位,是密封的难点和薄弱点,泄漏的可能性较大。
  对SF6气体而言,不论那个部位的密封面都必须保持十分清洁,否则,在密封面处即使卡入微小的异物(例如直径是60微毫的头发丝),都可使泄漏速率达到0.001MPa.Ml/s数量级,这是设备所不允许的。因此,安装前必须用白布或优质卫生纸粘酒精仔细轻擦密封面和密封垫,仔细检查,确认无缺陷后才能装配。同时,还应擦净法兰、螺栓孔及连接螺栓上的灰尘,以免带入密封面,尤其是在装配直立密封环节时,要认真处理。
  3)气动机构的泄漏。(1)连接管路、活塞和阀的密封部分、传动机构的密封部分。连接管路中紧固部位的松动,活塞与动杆的密封圈或密封垫、阀体的密封垫等部位,会因操动机构的运动而发生松动、磨损而变位,也有密封未能放入槽内等引起泄漏。气动机构中由于活塞,各种阀和密封面比较多,所以由这些部件造成漏气的比例也比较高;(2)储气罐。储气罐是气动机构中压缩空气储藏和分配的罐体,它与各部分机构连结的管道和阀门比较多,如有安全阀、排水阀、检查阀,有连结到各相气动机构的管道等,,这些连结部位的密封是个薄弱点。气动机构的漏气点不易查找,特别是慢跑气,由于不留痕迹而查找困难,所以要特别注重安装、施工的工艺和质量。
  2 检漏方法
  在施工现场,SF6气体的检漏方法也是多种多样的,主要分为定性检漏和定量检漏。
  2.1 定性检漏
  定性检漏只是判断SF6断路器泄漏情况的相对程度,而不是测量其具体泄漏率,定性检漏有如下几种方法:1)抽真空检漏。抽真空至133Pa,继续抽真空30min以上停泵,静观30min后读值A,再静观5h后读值B,如B-A3/s
  式中: F-绝对漏气率,单位时间内的漏气MPa·m3/s;
  △C-泄漏气体浓度的测量平均值,ppm;
  △t-测量△C的间隔时间,s;
  △V-被试品与塑料薄膜间所包围的容积,m3;
  P-绝对大气压,为0.1MPa。
  每个气室的年泄漏率Fy:
  Fy=F×31.5×10-6/V×(Pr+0.1) ×100%/年
  式中:V-气室内 SF6气体的容积,m3;
  Pr -额定SF6气体气压,MPa,(表计值)。
  在进行以上计算时较难确定的是以下参数:
  △V:由于被试品与塑料薄膜间所包围的容积是不规则形状,其容积不能直接计算取得,可采用试验的方法,利用其它气体或液体通过流量计向包扎腔室内灌注而取容积数据。
  V和W:气室内充注SF6,气体的容积和质量,该数据厂方都未提供,可在订货技术条件中要求厂方提供准确数据,还可在充气过程中采用计量方法来取得较准确的数据。
  2)挂瓶检漏法:在绝缘子检漏孔处悬挂一个瓶子经过数小时后,再用检漏仪测量瓶内是否有泄漏的SF6气体。
  3 结论
  SF6断路器是变电站正常运行的重要设备,是变电站内变压器除外的另一个神经中枢,SF6气体的泄漏对环境造成污染和破坏生态平衡、产生温室效应,对SF6断路器气体泄漏故障的排除要力求做到快和准,我们要继续深入研究和探讨SF6断路器气体泄漏的分析和处理的各种先进快速的方法。
  参考文献
  [1]国家标准.GB 767472.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备.
  [2]电力设备交接和预防性实验规程.国家电网公司 DL/T596 GB 50150-2006.
  [3]徐元哲,刘县,胡智慧,周红晶.东北电力大学电气工程学院.SF6断路器的泄漏检测技术.
  [4]吴亚珍.SF6气体泄漏检测方法及报警技术[J].电工技术,2007(4).

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