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對于GIS密封試驗方法檢測SF6泄漏的分析與改進

2021-02-17

摘要：隨著電力事業(yè)的大力發(fā)展，SF6 氣體以其優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能被廣泛用于電氣設備中，GIS的運行也得到迅猛的發(fā)展。但是GIS的泄漏不僅會影響設備的正常運行，更會給檢修人員帶來身體上及生命上的危害。本文深入探討了怎樣才能夠真實的檢測GIS裝置中SF6氣體泄漏情況及年泄漏率的問題。GIS密封試驗是檢驗GIS密封性能是否良好的一項重要試驗項目，要求操作方法正確，測試結果準確。本文對目前常用的GIS的密封試驗方法進行了分析，并對不完善之處進行了改進，取得了較好的效果。

一、概述

六氟化硫封閉式組合電器(簡稱GIS)，具有占地少、運行安全可靠、維護方便等優(yōu)點，其絕緣、滅弧介質(zhì)為SF6氣體，要求具有良好的密封性能。GIS設備安裝程序為：基礎預埋間隔機架位置和高層確定間隔就位連接母線、操作機構等控制盤就位二次配線充氣SF6氣體檢漏、水分檢查二次調(diào)試耐壓試驗等。其中部分工作可以交叉提前進行。GIS的密封性能是檢驗其可靠性的重要指標，是實現(xiàn)其安全可靠運行的前提條件。

GIS經(jīng)現(xiàn)場安裝，應對其拆裝對接的每一處密封環(huán)節(jié)要進行嚴格的密封試驗，如果存在漏點則必須返工處理，直至合格，以保證整個氣室的年漏氣率符合標準。密封試驗是檢驗GIS安裝質(zhì)量的一項關鍵工序。操作方法正確，測試結果準確，方可保證GIS在運行中的安全可靠性。

二、密封試驗方法

密封試驗是通過檢測SF6氣體的泄漏量，來判定氣室的年漏氣率是否合格，控制標準是每一獨立氣室的年漏氣率不大于0.5%;《電氣設備交接試驗標準》條文說明中提出兩種試驗方法和控制標準：

1、采用靈敏度不低于l10-6(體積比)的檢漏儀對氣室密封部分、管道接頭等處進行檢測時SF6檢漏儀未發(fā)生報警認為合格。

2、采用局部包扎法，待24h后檢測每個包扎腔內(nèi) SF6含量不大于30 ppm(體積比)即為合格。

目前采用第二種試驗方法較為準確，其實施程序是：抽真空檢驗SF6氣體泄漏檢驗。具體過程為：在GIS經(jīng)真空檢漏并靜止SF6氣體5 h后，用塑料薄膜在法蘭接口等處包扎，再過24h后進行檢測，如果有一處薄膜內(nèi)SF6氣體的濃度大于30 ppm，則該氣室漏氣率不合格。如果包扎薄膜內(nèi)SF6氣體的濃度均小于30ppm，則認為該氣室漏氣率合格。

三、國家電力規(guī)程中對于GIS檢測泄漏的規(guī)定

開關設備 SF6斷路器和GIS

SF6斷路器和GIS的試驗項目、周期和標準

3)GIS用金屬化物避雷器的試驗項目、周期和標準

a) 避雷器大修時，其SF6氣體按以上表的規(guī)定

b) 避雷器運行中的密封檢查按以上表的規(guī)定

c) 其它有關項目按以上表中的規(guī)定

對于110KV及以上SF6電流互感器試驗項目實用

四、測量實例

于2011年1月13日上午10：00使用法國IAC510 SF6紅外雙波定量檢漏儀分別到關莊變電站、新區(qū)中心變電站、長寧變電站進行了室內(nèi)110KVGIS開關泄漏檢測試驗。

現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)詳見表：

通過這次現(xiàn)場測試后，能夠真實的找到GIS的泄漏點及初步確定泄漏情況，為驗算年泄漏率奠定了基礎。

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五、GIS 密封試驗方法的改進措施

1、實施定量檢測、驗算年漏氣率

《氣體絕緣金屬封閉開關設備現(xiàn)場交接試驗規(guī)程》(DL/T618-1997)中第8.l條提出了密封性試驗包括定性檢漏和定量檢漏兩個部分。《電氣設備交接試驗標準》(GB50150-91)中第13.0.4條也提出采用收集法進行測量時，應以24 h的漏氣量換算出年漏氣率。GIS的定量檢漏采用局部包扎法，具體操作方法應符合標準要求，依相關公式計算出每個氣室的年漏氣率。有了年漏氣率，才能提出具體的補氣間隔時間，從而保證GIS在運行中密封性良好。

2、適當提高密封試驗時的SF6氣體壓力值

GIS在常溫下做氣體密封性試驗的狀態(tài)與實際運行情況并不相符(尤其是戶外式GIS)。完善的試驗方法是應對GIS做高、低溫時的密封試驗，但交接試驗規(guī)程及設備技術條件對此未作規(guī)定。考慮到當氣室內(nèi)SF6氣體壓力增高時其泄漏量也會隨之增加，為嚴格考核密封狀況，其試驗壓力值應高于額定壓力值，根據(jù)經(jīng)驗高出0.05 Mpa為宜。根據(jù)SF6氣體壓力--溫度曲線，高于額定壓力0.05 Mpa相當于環(huán)境溫度40℃時的氣體壓力值，這樣就可以考核GIS在環(huán)境溫度增高時的密封狀況。

3、實施定性檢漏，完善預控手段

定性檢漏作為判斷GIS氣室漏氣與否的一種手段，是定量檢漏前的預檢。采用檢漏儀檢漏方法，對氣室進行抽真空作為初步的密封檢測及排出氣室內(nèi)的水分是必要的步驟，通過抽真空可檢測出硬性密封環(huán)節(jié)的漏點。

按標準要求對GIS的法蘭密封面、管路接頭處用檢漏儀進行檢測，能夠定性的判斷GIS的年漏氣率是否超標。

4、全面檢測，消除漏檢之處

不論是定性檢漏，還是定量檢漏，不僅對現(xiàn)場安裝有影響的密封面進行檢漏，還應對工廠組裝的密封面、管路接口等處進行全面檢漏。施工經(jīng)驗證明：由于出廠檢漏不嚴格而存在漏點的情況是經(jīng)常發(fā)生的。另一方面，對與分、合閘位置有關的密封部位，應分別在分、合閘位置進行密封試驗。

六、改進后的密封試驗方法及實施效果

改進后密封試驗方法的程序是：抽真空檢漏充SF6氣體SF6檢測儀檢漏定量檢漏。具體實施要求如下：

1、抽真空檢漏

當GIS氣室抽真空到真空度已達到或小于133pa時，在繼續(xù)抽真空30min后停泵，靜止30min后讀取真空度A值，再間隔5 h后讀取真空度B值，如B-A<133Pa，則認為氣室的密封性良好。

2、檢漏儀檢漏

用靈敏度1ppm的 SF6氣體檢漏儀沿外殼焊縫、密封面、管路接頭、轉(zhuǎn)動密封等部位，用不大于2.5 mm/s的速度在上述部位緩慢移動，若SF6檢測儀讀數(shù)為0則認為密封性能良好。

3、定量檢漏

應在氣室充SF6氣至額定氣壓24 h后進行，要求檢漏儀的靈敏度1ppm，測量范圍為10-6(體積比)。

實施局部包扎法：用0.1mm厚的塑料薄膜按密度部位的幾何形狀圍一圈半，接縫向上，盡可能構成圓形或方形，經(jīng)整形后用膠帶粘貼密封。塑料薄膜與被測品應保持一定的間隙，一般為5mm左右，包扎后經(jīng)24h測定包扎腔內(nèi)SF6氣體的濃度，應取不同位置四點的平均值。該密封環(huán)節(jié)的漏氣率可用下式計算：

F=△C(V-△V)P/△t Mpa·m3/s

式中： F--絕對漏氣率，單位時間內(nèi)的漏氣Mpa·m3/s;

△C--泄漏氣體濃度的測量平均值，ppm

△t--測量△C的間隔時間，s

△V--被試品與塑料薄膜間所包圍的容積，m3

P--絕對大氣壓，為0.1Mpa

每個氣室的年泄漏率Fy：

Fy=F31.510-6/V(Pr+0.1) 100%/年

式中：V--氣室內(nèi) SF6氣體的容積，m3

Pr --額定SF6氣體氣壓，Mpa，(表計值)

在進行以上計算時較難確定的是以下參數(shù)：

△V：由于被試品與塑料薄膜間所包圍的容積是不規(guī)則形狀，其容積不能直接計算取得，可采用試驗的方法，利用其它氣體或液體通過流量計向包扎腔室內(nèi)灌注而取容積數(shù)據(jù)。