浅谈亭子口水电站GIS的SF6气体检漏及处理

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

1 概述

亭子口水利枢纽工程从2013年8月9日首台机组投入商运，到2014年5月1日凌晨，4号机组顺利通过72h试运行，提前4个月投产发电。至此，经过3年多的建设，亭子口水利枢纽4台机组全部投产发电，顺利实现110万kW的设计发电能力，完成了除航运工程外的全部工程建设任务。亭子口水电站工程建设4×27.5MW的混流式水轮机、半伞式结构型式发电机组，发电机出口设断路器，发电机与主变压器采用离相封闭母线相连接。主变高压侧通过油气套管连接至500kV气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)，组成的户内型开关站，通过此开关站向电网输送电能。因此，GIS设备的安全运行，对电站安全、经济效益以及电网的稳定性都至关重要。

GIS设备，因占地面积和空间体积小，不受环境影响，运行安全可靠，且采用优良灭弧性能和高绝缘强度的SF6气体作为灭弧和绝缘介质，被广泛用于110kV及以上电压等级的变电站中。从GIS设备运行维护情况来看，尽管采取了各种检漏手段和密封工艺，SF6漏气仍是一个主要缺陷，而且漏气处理起来十分麻烦：停电范围大，部分漏气处理需单母线停电或双母线全停；处理时间长，打开气室处理需要几个工作日；作业风险大，当被处理气室需抽真空时，隔断相邻气室的盆式绝缘子，需一面受正压，另一面受负压，对盆式绝缘子质量是一个严峻考验；对环保不利，作业现场对检修人员健康可能有害。因此，反复进行漏气处理，势必会影响GIS设备的安全可靠和经济运行。

2 故障情况

自亭子口500kV GIS设备安装并投运后，运行人员就在定期巡视检查中发现，500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线压力有缓慢下降的趋势，由于生产需要，从投产后一直没能停下机组进行处理，仅对数据进行了观察记录。经与厂方专家人员联系后，建议先进行补气，以免产生设备安全事故。

从2013年8月9日首台机组投入商运到2014年5月1日，期间共进行了3次补气，分别是：(1)2013年8月2日，补气20kg，此次补气是在正式投入商业运行前；(2)2014年1月26日，补气25kg，此次补气是在线补气；(3)2014年2月14日，补气20kg，此次补气也是在线补气。

3 气室检漏与处理

3.1 检漏

经领导同意经多方配合，对GIS设备进行在线检漏。由于SF6泄露量较微小，我们最初用肥皂泡法检漏，没有取得想要的效果。后来改用局部包扎法检漏，将被检气隔的所有密封和连接环节逐个用塑料布包扎严实，放置一段时间，将塑料布上端开个小孔，将SF6气体检漏仪(型号：TIFXP-1A)伸进塑料布底部进行检测。经检测发现，500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线有两处漏点，分别为：水平段支撑绝缘子的法兰面和局部放电探头装置壳体。以上两个漏点造成该段母线气室SF6气体泄漏，从而导致气室压力缓慢下降。

3.2 漏气的处理

因设备还在保修期内，经与厂方沟通，由厂方派出技术人员现场配合亭子口电站检修人员，更换新的密封圈和新的GIS设备局部放电探头装置。

3.2.1 准备工作

2014年5月10日，电厂向电网调度申请线路停电，对亭子口水电站500kV口达线线路进行检修，更换出线场内玻璃绝缘子为陶瓷绝缘子。借此机会，设备部提出申请处理500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线漏气故障，经领导批准实施该项工作。5月11日，检修人员提交了工作票，并由运行人员做好所有关联的安全措施(由于措施较多，故不在此赘述)。

3.2.2 处理过程

确定泄漏位置后，厂家技术人员使用气体回收装置，对亭子口水电站500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线气室进行SF6气体回收。在对母线气室抽真空前，亭子口水电站检修专业人员根据设备现场情况，考虑到在对500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线泄漏气室抽真空过程中，可能因泄漏气室与相邻气室之间压力差，将导致加在两气室之间的盆式绝缘子承受较大的压力，而造成盆式绝缘子爆裂事故。为安全起见，检修人员坚持要求厂家人员将相邻气室SF6气体回收至0.3MPa，达到缓冲的目的，从而降低对盆式绝缘子的压力差。实际证明，采取该方案有效地保证了盆式绝缘子的安全。

泄漏气室打开后，亭子口水电站检修专业人员配合厂方技术人员，对母线水平段支撑绝缘子的法兰面密封圈和GIS设备局部放电探头整体进行更换。为防止发生再次泄漏，更换过程中严格按照检修工艺，将盖板上的毛刺进行清除和打磨，用酒精清洗密封圈和密封面，涂抹高性能硅脂，一次性将密封圈压到位，确保以后该盖板不发生泄漏。由于气室敞开时间较长，故对该段母线所有的吸附剂进行了更换，全部换成新的吸附剂。因吸附剂在空气中的暴露时间有要求，更换时几组人员同时进行，更换完成后立即对气室抽真空。通过抽真空后，将SF6气体充至额定压力值，静置24h，微水试验合格，再次进行检漏，未发现亭子口水电站500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线有渗漏现象。至此，该缺陷圆满处理完成。

4 原因分析及改进措施

4.1 SF6气体泄漏的原因

GIS设备中SF6气体泄漏的原因主要有以下5个方面：(1)工厂制造精度不够，设备外壳有砂眼、密封质量不过关、设备装配不当等；(2)SF6设备现场安装不当，或大修大拆后密封面处理不到位；(3)SF6设备运行过程中产生振动，如开关分合等；(4)密封材料老化造成泄漏；(5)设备在补齐、测量微水等操作后，阀门闭合不严，设备阀门中波纹管开裂。

通过我们现场检查和讨论分析，最终得出，亭子口水电站GIS的SF6气体泄漏是由于两个原因导致：(1)水平段支撑绝缘子法兰面的漏点，是由于装配不当所致，主要是密封面装配不当；(2)局部放电探头装置的漏点，是由于装置壳体存在砂眼，工厂制造工艺精度不够，才导致在安装后运行不久，就显现出泄漏隐患，发生SF6气体泄漏。

4.2 改进措施

经过对500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线两处漏点部位的处理，在近两个月的观察过程中，未发现该气室压力有明显下降，现GIS设备已处于健康稳定运行的状态，保证了电站的生产运行安全。

通过此次漏点缺陷的处理，我们认真总结并提出了一些改进措施：(1)今后要进一步改进检漏方法，提高检漏的准确性和效率性，对于泄漏量较小的漏点，应直接采用局部包扎法检漏，选用精度高的SF6气体检漏仪进行检漏；(2)运行和生产人员要加大巡视力度，每次巡视都要做好压力数据记录，认真比对前后数据，争取在气室泄漏萌芽时期就能及时发现，以便更好更早地做好处理的计划和准备；(3)在兄弟单位进行GIS设备安装时，积极提醒并建议严格把好设备出厂验收和现场安装质量关，保证设备本身的制造工艺没有任何瑕疵，保证现场装配方法和密封面装配工艺严格按照安装说明书操作。只有严格认真做好以上几点，才能在最大程度上保证GIS设备的安全稳定运行，为电站的正常发电做好充分准备。

5 结语

亭子口电站检修专业人员首次在厂家技术人员配合下，成功处理GIS设备SF6气体泄漏缺陷，为以后处理该类缺陷积累了宝贵的经验。通过对500kV GIS口达线乙开关5002至T区联络开关5003C相母线渗漏的处理，保证了GIS设备的稳定运行，为工作人员提供了良好的工作环境及可靠的安全保护，为亭子口水电站创造了很好的经济效益。

〔1〕郭 程.GIS运行中的SF6气体管理与泄漏处理[J].电气时代，2008，(1)：98～101.