黄汉贤 杨震洋
(广东电网公司珠海供电局,广东 珠海519000)
随着GIS设备数量的增加,GIS设备障碍或紧急缺陷的出现频率呈上升趋势。近年来提高GIS运行可靠性专项工作逐渐成为电网企业生产的重点。因此,加强SF6气体质量监督,通过化学手段及时发现设备隐患,将隐患消除在萌芽状态,加强SF6气体质量监督[1],已成为化学试验专业工作中的重中之重。
过去对于电力设备中的SF6气体仅检测其湿度,目前已扩展到分解产物、纯度、色谱等试验项目。不同的测试项目,测试仪器不同,不同的SF6设备厂家,充气测试连接头也各不相同,这使得试验人员在试验过程中需要不断的装拆接头、组装接头和管道,不断地更换试验仪器,且试验方式是传统串行方式,试验时间长,工作效率低下。因频繁拆装接头与管道,冲洗管路,增加SF6气体泄漏及排放。SF6气体是《京都议定书》中明文确定的6种温室气体之一,在所有温室气体中破坏程度最高、存在时间最久,SF6单个分子对温室效应的影响约为CO2的23 900倍[2]。因此,急需设计一款集有效缩短试验时间、提高工作效率、将接头出口统一化及管道接口通用化、降低SF6泄漏量等于一体的多功能SF6气体现场测试辅助装置。
为确保SF6设备的安全运行,对GIS设备SF6气体的预防性试验[3]除湿度[4]检测外,已增加了气体分解产物测试,非常规的有SF6纯度、色谱分析2个项目,且为了有效诊断设备的健康状态,各地供电局化学专业在实际试验中经常将这2个非常规试验项目一起实施。以珠海供电局为例,每年需测试的设备气室达2 578个,占化学试验专业工作时间的35%。
SF6设备传统的试验方式是串联方式,即一种试验完毕后才进行另一种的接力方式,耗时过长,图1、图2为SF6气体湿度、分解产物及色谱分析3个项目在各个变电站的现场测试一个气室的平均时间统计情况。
由图1、图2可以看出,在完成整个测试过程(37 min)中,装拆测试接头耗用12 min,占用整个测试时间的32%。用于实际测试的时间只有17 min,占46%。时间利用率相当低下。
由于现场试验项目多、仪器多,导致现场摆放杂乱,仪器搬运容易磕碰,存在一定的风险隐患。
图1 SF6气体测试综合试验横道图
图2 SF6试验时间分布图
研制SF6气体现场测试辅助装置,该装置为活动小车式,可将所有试验仪器集放在内,整齐规范,便于整体工作地点转移,节省人力,降低劳动强度,且安全、快捷。
从变电站双母分段的一次接线方式得到启发,设计二进三出的气路,且进出口为具有自密封功能的快速接头出口,实现1个气室3个(甚至4个)试验项目同步进行,使总体试验时间仅为试验时间最长的项目的时间,而不是累加时间,有效节省试验时间。也可实现2个气室交叉进行试验,节省等待上个气室全部完成才开展下个气室试验的等待间隙时间及下个气室更换接头时间。
将各类型设备的测试接头出口设计成具有自密封功能阀门的快速接头,且将连接管道接口设计成与其配对的自密封快速接头,可实现连接管道通用化,减少管道的拆接,从而减少SF6的排放。
为使小车坚固、耐用、轻便,其材料使用不锈钢制作;为保证气路密封良好,气路板上的管道使用紫铜材料;为了方便现场设备与小车间、小车与仪器间的连接及减少SF6的浪费,连接管道使用高强度的4 mm(内径2 mm)聚四氟乙烯材料。装置成品外观设计图如图3所示。
图3 装置成品外观设计图
完成小车的制作后我们对其进行了抗压能力试验,在小车各层添加重物,在推动的时候检查是否晃动、变形。试验表明:该小车至少能承受80 kg以上的重量,完全能满足现场测试仪器承重的要求。具体各个平台试验数据如表1所示。
表1 承重试验表
完成导气管的连接后,对其进行外观检查,没有发现明显不良连接点。随后将其送至有合格试验资质的单位进行气体耐压试验。在耐压试验的充气过程中充入各种压力值的SF6气体,使用SF6气体检漏仪检查其18个连接处是否漏气。试验结果表明:该气路系统密封性优良,无漏气现象。
2010年12月10日,我们在110kV香洲站进行了2种方法的前后对比试验,使用装置小车进行SF6试验(针对分解产物、湿度测试),试验数据与原有方法试验数据无明显差异。具体情况如表2、表3所示。
表2 原有方法试验数据
2010年12月开始使用该套测试采样装置,在不同变电站对不同气室进行SF6综合试验(包括SF6气体湿度、分解产物、色谱分析等项目),测试平均时间统计如表4所示。
表3 使用装置小车试验数据
表4 SF6气体测试综合试验统计表
从表4可以看出,使用SF6现场测试辅助装置进行SF6综合试验的平均时间为16 min,比原有方法试验的时间(37 min)节省了56.8%,工作效率提高50%以上。
SF6气体现场测试辅助装置,通过对接头的改造,成功使不同测试仪器能使用同一接头,实现多台测试仪器同时测试设备的功能,节约了测试时间。当使用同类型仪器对同一试验项目进行对比测试时,数据更具有对比性。试验为不停电试验,通过试验可以随时把握设备的健康状态,确保设备健康稳定的运行,从而提高电网的稳定性。
使用SF6气体现场测试辅助装置作业,不仅能减少接头的更换次数,而且降低了设备测试口的磨损。同时,SF6气体现场测试辅助装置的使用能减少因频繁更换接头而造成的漏气现象,减少SF6气体的排放量,可以有效地保护环境,以实际行动建设绿色电网。
[1]刘永,印华,姚强,等.气体分析技术在GIS故障定位和故障类型判断中的应用[J].高压电器,2009(3)
[2]钱家骊.减少SF6气体开关设备温室效应的对策综述[J].电气应用,2009(13)
[3]Q/CSG114002—2011 电力设备预防性试验规程[S]
[4]GB/T5832.2—2008 六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法[S]