池威威,杨立军,孟延辉,李 强
(河北省电力公司检修分公司,石家庄 050070)
ALSTOM T155-2型气体绝缘组合电器设备是额定工作电压为550 kV的金属封闭SF6气体绝缘组合设备,断路器为双断口,灭弧室为自能式灭弧室,灭弧介质为SF6气体;断路器采用分箱卧式结构,每极1台操作机构,分相操作,三相电气连动,操作机构固定在断路器壳体下方,操作机构可以选用弹簧机构或者液压机构,断路器单相质量达1 800 kg。
该系列产品电流互感器为T155-2TA环形铁心形互感器,户外型设计,采用外装式结构。根据电流互感器用于测量或保护用途所需的容量、精度,制造电流互感器铁心的材料可选用普通的硅钢片,或高导磁的特殊材料微晶合金。
某500 kV变电站在整个T155-2型HGIS设备全部安装结束后,对即将投运的设备进行整体检查时,发现电流互感器和断路器连接法兰下部出现较大缝隙,如图1所示。发现问题后对整个500 kV设备区进行了检查,结果见表1。
图1电流互感器与断路器间出现的安装缝隙
表1 500 kV设备区电流互感器与断路器之间安装缝隙大小统计
安装位置测试结果/mm51PA52PA53PA54PA55PA56PA间隔1U相223.53.5——V相2181——W相1141——间隔2U相134.5335V相233253.5W相233352间隔3U相5323—— V相1322——W相1323——
注:500 kV设备区采用3/2接线,间隔1、间隔3为半串。
检查中发现,共有9处电流互感器与断路器法兰连接处缝隙大于3 mm。
缝隙出现在电流互感器与断路器之间的法兰密封处,见图2。
该位置的缝隙会影响设备的气密性,根据产品技术说明书,该缝隙大于3 mm就有可能出现SF6泄露情况, 虽然现场检查没有发现SF6泄露情况,但正常投运后会存在事故隐患。
图2 缝隙位置
ALSTOM T155-2型 HGIS的布置见图3。
图3 T155-2型 HGIS布置示意
导致接触面出现缝隙的作用力,可能是电流互感器、断路器的重力或者安装作用力。
在这种布局结构中电流互感器质量比较大,会向下产生一个作用力。如果电流互感器质量产生的向下作用力是产生缝隙的主要原因,由于每相电流互感器质量相同。那么应该在所有电流互感器安装位置里都会产生近乎相同的缝隙,但从实际测量结果来看,缝隙有大有小,这说明向下的作用力是根据各个安装位置不同而不同,因此导致出现缝隙的作用力不是电流互感器的重力。
由于断路器单相质量达到1 800 kg,考虑到断路器自重和分合闸时候的操作力,断路器采用斜支撑能有效解决冲击力作用在支撑位置产生的力矩,使振颤很小并能在短时间内稳定。但是由于斜支撑全部为焊接结构,加工尺寸存在一定的误差,本身弹性也比较大,加上地面基础的合理误差。因此安装调平断路器后,会在地平面和斜支撑安装面之间形成一定的缝隙,见图4。
图4 斜支撑与基础之间的缝隙
根据ALSTOM现场工程师的记录,当时的缝隙不论大小,全部用地脚螺栓强行压到地面。据此,缝隙是因安装作用力产生的。
根据技术资料,正常安装过程中,电流互感器与断路器之间的拧紧螺母应在充气之前紧固,紧固力矩达到65 Nm时,可以消除因安装作用力而产生的缝隙。查询该变电站T155-2型HGIS安装记录发现,由于电流互感器安装过程中所需的压敏电阻(保护电流互感器不因内筒与外筒之间压差过大而损坏)需从国外进口,压敏电阻到位时设备已充注SF6气体。充气后,由于气压的作用,达到紧固要求的力矩就变大了,采用65 Nm的拧紧力矩,没有确保电流互感器连接法兰和断路器法兰的压紧力。
确定缝隙产生原因后,先对T155-2型电器设备回收SF6气体,在充气之前重新按照65 Nm的拧紧力矩进行紧固,紧固后所有缝隙均消除。
ALSTOM T155-2型气体绝缘组合电器由于斜支撑的加工合理误差和地基平面施工合理误差的累计,会在斜支撑与地基平面之间产生间隙,当该间隙在允许范围内时,现场安装时不会刻意调整,紧固支撑时产生的拉力会使电流互感器和断路器之间出现缝隙,正常安装情况下,65 Nm的拧紧力矩可以将缝隙消除。该变电站在设备充气后加装压敏电阻时,依然按照65 Nm的拧紧力矩进行紧固,达不到压紧力要求,若在充气之前安装压敏电阻,缝隙就不会出现。