GIS设备新型带压堵漏工装的研究

国网伊犁伊河供电有限责任公司 帕提合努尔·叶列解甫 冯再均 朱毓龙 李 强 王李琦

SF6气体作为良好的绝缘介质在电力系统设备中得到广泛的应用，由于设备密封结构的失效、零部件质量及安装等问题，设备漏气现象十分普遍。目前电力系统堵漏的方法主要如下：

更换密封件。该方法可行性高，但需对设备进行停电泄压，影响电力系统的正常运行；高频冲击或打捻法。通过对漏点周围进行打击使金属产生形变，形变逐步积累，从而达到堵漏的目的，该方法只针对漏气压力小的砂眼部位；夹具注胶法。通过对泄漏部位安装专用夹具，构建密封空间，采用注射枪注入密封胶，建立新的密闭空间，该方法适用范围小，专用夹具仅能用于管道堵漏；粘接法。采用胶黏剂对漏点表面进行堵漏，但胶黏剂固化需一定时间，泄漏压力会将泄漏部分“吹破”,成功率低。几种方法都存在堵漏时间长、堵漏范围小以及堵漏成功率低的缺陷，不能适用于不同缺陷的漏气。

1 背景及意义

根据中国电力科学研究院2017年编写的《电力变压器密封件使用情况及渗漏油故障》及广东电网公司电力科学研究院《GIS设备典型缺陷及故障分析专题汇报》，电力设备在变电站运行中出现漏气现象普遍存在。国网《十八项电网重大反事故措施》明确对漏气速度超过阈值的需及时处理，减少安全隐患。

SF6气体的泄漏有几点危害：在高温或电弧作用下可分解成氟化氢、二氧化硫、四氟化硫等有毒物质，会对环境造成污染、危害人员的健康；GIS漏气会导致水分进入GIS气室内，造成气室内SF6微水含量增加，电气绝缘性能及灭弧性能下降，影响设备的安全运行；GIS漏气使密闭的气室内气体压力下降，气室绝缘性能、灭弧性能降低甚至造成气体密度继电器报警，从而造成大范围的停电；SF6气体价格昂贵，漏气会造成维修成本、运行成本增加。

目前对于电力GIS设备漏气缺陷的解决方法主要是更换密封性能不良的密封圈，开展上述检修工作需要申请设备停电进行设备放气、充气操作，工期长、效率低、成本高。此次研究GIS设备新型带压堵漏工装，实现绝大部分漏气缺陷的不停电、快速化处理，提升电网的经济利益，实现经济效益和社会效益最大化。

2 新型带压堵漏工装研究

此GIS设备新型带压堵漏工装的结构由锁紧基座、锁紧盖板、密封件等部件组成：锁紧基座。固定在漏点处，安装、拆卸方便，不受压力影响；密封件。锁紧基座与锁紧盖板连接的重要工具；锁紧盖。可承受漏点压力并与锁紧基座固定，操作方便、安全可靠。材质：锁紧基座及锁紧盖板采用304不锈钢材质，既能保证强度满足要求，又能美观不锈蚀；密封件采用丁腈橡胶，既能防止老化又能更好的保证密封性能。

此堵漏工装研究的优点在于：堵漏工装基于粘接法的堵漏方式，利用锁紧基座、锁紧扣具的配合，在固定锁紧基座的胶固化后再利用锁紧扣具进行堵漏，避免出现泄露气体将胶吹破的现象，成功率高，且锁紧基座的底座可根据不同的GIS设备的漏点形状进行调整，使其能够紧密切合在漏点表面，从而可满足砂眼、裂纹以及法兰等堵漏，适用范围广。而密封件的使用则确保了锁紧基座与锁紧扣具之间的密封性能，避免造成二次泄露。

对于锁紧卡座的顶端与嵌合扣具的底端均设计为斜面，则是为了嵌合扣具在嵌入锁紧卡座下端时，能够更方便人工施力。在后续再将锁紧扣具的嵌合扣具嵌入锁紧基座内的锁紧卡座的下端时，当需使用施力工装来辅助安装时，施力工装安装凹槽的设计则是为了方便施力工装的安装。

3 工装设计

3.1 工装结构说明

图1中1～8依次为底座、连接座、出气孔、锁紧卡座、锁紧盖板、嵌合扣具、密封件、凹槽。锁紧基座具有与GIS设备泄露处相贴合的底座1，在底座1的上端连接有连接座2，在底座1与连接座2内部具有自下而上依次贯穿底座1与连接座2的出气孔3，且出气孔3的尺寸大于GIS设备泄露孔的尺寸，在连接座2的空腔的内壁的顶端具有一对锁紧卡座4，使得出气孔3呈倒T形状。与锁紧基座的连接座2相连的锁紧扣具，锁紧扣具包括锁紧盖板5，在锁紧盖板5底端具有一对与锁紧卡座4配合的L形状嵌合扣具6，使得整个锁紧扣具呈类π形状，两个嵌合扣具6上端整体的外壁的尺寸不大于两个锁紧卡座4之间的间距，两个嵌合扣具6的下端整体的外壁的尺寸大于两个锁紧卡座4之间的间距且不大于出气孔3的尺寸。

图1 堵漏工装示意图

两个锁紧卡座4相邻一侧均为一斜面，且两个锁紧卡座4的斜面呈倒八字形分布，同时嵌合扣具6的底端的两侧也为与锁紧卡座4的斜面的倾斜方向相同的斜面。对于锁紧卡座4的顶端与嵌合扣具6的底端均设计为斜面，则是为了嵌合扣具6在嵌入锁紧卡座4下端时，利用两个斜面的配合进行导向，能够更方便人工施力。

连接座2的两侧中部位置均具有施力工装安装凹槽8，从而使得整体的连接座2呈工字形状。在后续在将锁紧扣具的嵌合扣具嵌入锁紧基座内的锁紧卡座的下端时，当需使用施力工装来辅助安装时，施力工装安装凹槽的设计则是为方便施力工装的安装。套装在两个嵌合扣具6外侧的密封件7，该密封件7在嵌合扣具6的下端嵌入至锁紧卡座4下端时，密封件7的上下两侧分别贴合锁紧盖板5的底端与连接座2的顶端。在此工装中密封件7采用密封圈。

3.2 工作原理

在对于GIS设备进行泄露处理时，首先将锁紧基座置于GIS设备的泄露处，并将底座1贴合GIS设备，以确保泄露孔位于出气孔3内，然后利用胶将锁紧基座固定在GIS设备上，此时泄露孔泄露的气体仍能顺利从出气孔3处排出，因此不会影响胶的固化，待胶固化后再将已套装上密封件7的锁紧扣具与锁紧基座固定，利用嵌合扣具6从锁紧卡座4的上端嵌入至锁紧卡座4的下端、实现锁紧扣具与锁紧基座的固定，此时出气孔3被封住、即泄露孔被堵上，完成堵漏，然后再在锁紧扣具、密封件7与锁紧基座的外侧再包覆一层胶，完成加固，避免二次泄露。

3.3 现场使用效果研究

为验证此带压堵漏工装在实际工况中的应用情况，2019年8月对某供电公司GIS漏气管道进行堵漏处理，压力表显示0.65MPa；先根据堵漏工艺进行漏点检测、打磨等操作，再使用堵漏工装，将锁紧基座固定在漏点处，现场操作便捷，约3h顺利完成整个堵漏施工，极大的缩短了堵漏时间，且在堵漏后的90天内未发现再次漏气现象，成功解决了此部位漏气问题。通过此次实际现场堵漏，再次验证了此工装的可操作性、成功性。根据此次实际现场堵漏的成功，采用此带压堵漏工装，后期对多家供电公司所属变电站、换流站GIS漏气设备进行堵漏，应用范围广泛，漏气部位涵盖了砂眼、裂缝、管道接头、法兰等，均在堵漏后未发现再次漏气现象。

此带压堵漏工装，基于粘接法的堵漏方式，利用锁紧基座、锁紧扣具的配合，在固定锁紧基座的胶固化后再利用锁紧扣具进行堵漏，避免出现泄露气体将胶吹破的现象，成功率高。锁紧基座的底座可根据不同的GIS设备的漏点形状进行调整，使其能紧密切合在漏点表面，从而可满足砂眼、裂缝及法兰等堵漏，而密封件的使用则确保了锁紧基座与锁紧扣具间的密封性能，避免造成二次泄露。目前此工装已大量运用到实际现场堵漏中。因操作便捷，施工人员能迅速掌握相关操作技能，及时完成项目施工，且未发现再次漏气现象，客户很满意。