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六氟化硫气体泄漏检测的新方法及处理措施

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  摘要:目前高压开关设备普遍采用灭弧性能优良和绝缘强度高的SF6气体作为灭弧和绝缘介质,但从运作情况看,SF6气体泄漏仍是此类设备的主要缺陷之一。本文利用多种检漏方法相结合的方式,对设备开展检漏工作以确定具体漏气点,总结运行中变电设备SF6气体泄漏管理的经验,结合现场检漏、补气中出现的问题,提出了相应的需要注意的几点,并例举了检修工作中遇到的实际问题进而对相应的处理解决措施进行了分析。

  高压SF6断路器、组合电器目前占据着高压和超高压领域,SF6气体是优良的灭弧和绝缘介质,无色、无味、无毒、不会燃烧、稳定性很高,又有很好的灭弧性能,因此在电网内广泛采用。从运作情况看,在投运之初,尽管采取了各种检验测试手段和密封工艺,SF6气体泄漏仍是一个主要缺陷,有可能造成绝缘击穿和设备拒动,因此检漏、处理漏点工作就成为SF6设备的重要维护项目,本文就实际案例对检测的新方法和处理解决措施进行了分析。

  某变电站220kV组合电器设备,2014年9月24日投运。2015年1月1日2号主变220kV侧高压套管气室气压降低至报警值,检修人员将气压补至额定气压后报警解除。2015年1月6日该气室压力又跌至报警值以下,检修人员判断该气室存在漏气现象。通过种种方法对漏气位置验证,确定了2号主变220kV侧B相高压套管气室D型充气接口处存在漏气现象。对漏气位置做了仔细分析,确定了造成漏气的原因和对应的消缺方案。后对充气接口打开检查,发现阀门密封垫密封不良,密封垫有破损,更换密封垫后,漏气缺陷消失。

  检修人员利用红外成像检测仪对设备本体所连接部位进行检漏时,2号主变220kV侧B相高压套管气室D型充气接口处出现疑似漏气影像,如图(1)、(2)所示。

  对疑似点进行进一步分析确认,并且采用各类验证方法相互配合的方式确定具体漏气点。再次利用传统接触式检漏仪对高压套管气室进行检漏。在对现场做全面检漏后,2号主变220kV侧B相高压套管气室D型充气接口处同样出现了报警信号。

  随后采用泡沫法对其做验证,如图(3)。在疑似位置做涂抹肥皂水,利用肥皂水易起泡的特点,对设备的漏气点进行判断。结果出现了起泡现象,再次验证了漏气现象。

  确定了漏气点位置后,首先检修人员采用管钳对此处的接口螺丝进行紧固。在紧固后对此处进行全方位检查,仍存在报警信号,说明现场漏气现象未消除。说明不是未紧固造成的原因。其次,打开气室加气口密封处,观察密封圈的情况。现场观察到密封圈存在破损,如图(4)。更换密封圈恢复后,设备运行正常,未出现漏气现象,设备缺陷消除。因此,能确定此次设备漏气的缺陷是于密封圈破损造成。根据密封圈的破损情况分析,密封圈可能在安装过程中受力不均匀,后期由于天气变化、运行工况不良逐渐造成密封圈老化并在运行一年后破损,出现漏气的现象。

  2015年6月至2015年9月,变电检修人员对某变电站110kV室 外瓷柱式断路器出现的低气压报警做处理。后使用传统的接触式检漏设备对该设备做检漏,未能发现漏气点。再次通过其他各种检漏方法的相互配合应用,成功检测出漏气位置为C相瓷柱底部存在砂眼缺陷,并根据依次制定了处理解决措施和方案,圆满完成了缺陷的消除工作。

  最初检修人员利用传统接触式检漏仪对该断路器进行检漏工作,未能发现断路器存在的漏气缺陷。但该设备频繁出现低气压报警,疑似出现漏气的缺陷。

  到达现场后对设备开展自下而上的检测工作,如图(5)。自断路器下侧的充气阀门、连接管道,及整体的瓷柱套管本体,都开展了检漏工作,但均未出现报警信号。然后采用包扎的方法对断路器进行仔细的检测。分别在上侧的套管粘合部位、断路器下侧连管、密度继电器、充气接口、瓷柱

  底部进行包扎。静置一段时间后,对包扎内气体进行仔细的检测。在C相瓷柱底部内包扎内出现报警信号。为进一步确定具体的位置,通过对该部位采用泡沫法进行仔细的检测,如图(6)最后在C相瓷柱底部侧面位置出现起泡现象。又经检漏仪确认,在该处确定出现了漏气现象。

  确定漏气位置后,根据现象对原因做多元化的分析,漏气处为底部浇筑的平面,不是密封面或者连接部位,因此能判断浇筑的平面位置出现了漏气缺陷。浇筑的平面表面平整无裂纹,怀疑该处存在砂眼缺陷造成漏气缺陷。因为漏气处的位置与C相断路器本体为一体式浇筑而成,不可以进行零部件的更换,建议对断路器瓷柱进行整体更换。12月根据上报的计划,对断路器进行了整体更换,更换完毕对设备做检测,未出现报警信号。运行一段时间后,设备未出现低气压报警信号,说明设备缺陷已消除。

  根据现场工作的实际经验,将日常用到的检漏方法进行了总结,分别为:采用检漏仪进行检漏、采用肥皂泡法检漏、采用局部包扎法检漏,各种检漏的方法都有其优点,但都有相关的局限性。但每种检漏方法相互配合应用才能确保我们工作的正常开展。

  最为常见的检漏仪为接触式检漏仪,将检漏仪的进气口置于电气设备的不同位置,检测其附近的气体内的SF6浓度,达到报警值后,显示报警存在漏气情况。

  目前最新开始普及红外气体检漏成像仪,可以实现远距离对SF6气体的运行设备进行仔细的检测,实现带电检测。同时使泄露现场直接显示于屏幕上,易于观察和进行判断。

  肥皂泡法检漏,就是在设备疑似位置进行涂抹肥皂水,利用肥皂水易起泡的特点,对设备的漏气点进行判断。但肥皂检漏法只能查找比较明显的泄漏缺陷。它通常与检漏仪检漏配合使用,即先用检漏仪检出漏气点(检漏仪报警)后再用肥皂泡检漏。

  局部包扎法检漏,就是对于设备用完整薄膜进行包扎,使设备处于密封的环境内,待一段时间后,用检漏仪对薄膜内的气体进行检测,来判断是否存在漏气。但此种检测方式不能对漏气率的进行测算,在实际工作中存在很大困难;各部分的体积值不易精确得到;体积的不确定性必然误导年漏气率的检测结果。

  实践证明,只用一种检漏办法来进行检漏的实际效果难以令人满意,因而可以采用几种方法进行综合检测。将检漏仪检漏、肥皂泡法检漏与局部包扎法检漏相结合,并逐步摸索出一个效果较理想的检漏程序;选用检漏仪检漏,检出漏点(检漏仪报警)后用肥皂泡检漏,若还检不出漏气点,再用局部包扎法检漏。并开始逐步采用新型的检漏仪来进行判断。

  通过不同检测方法的相互配合使用,可以对设备做有效的漏气检测工作。因此在对设备进行仔细的检测时,需要相互配合予以弥补,以求对设备进行完备的检测。并在实际应用中,有效地处理了各种疑难的缺陷。随着科学技术的进步,越来越多的先进技术会应用于气体的检测工作。在未来也会出现多样的检测手段和设备,各种的检测方式和方法也会逐步完成设备的检测工作。

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