一起220 kV GIS 断路器气室微漏缺陷处理

钟 波，徐小平，刘开海

（国家能源集团万安水力发电厂，江西 万安 343800）

1 引言

GIS 是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管等元件组合封闭在接地的金属壳体内，充以一定压力的SF6气体作为绝缘、灭弧介质所组成的成套开关设备。因带压SF6气体特性，对设备的生产、安装过程的工艺要求极高，如若密封性不好，将会出现泄漏，从而影响到设备的安全运行甚至导致重大事故。本文结合案例，针对发现GIS 出现SF6气体轻微泄漏，提出防范措施。

2 案例经过

某发电厂户内式220 kV GIS 设备，采用主母线三相共箱、其它元件三相分箱式结构。于2021 年9月开始技改，并于2022 年1 月正式并网投入运行。通过查阅竣工资料以及核对现场压力表标记，漏气间隔初始压力如表1 所示。

表1 漏气间隔初始压力单位：MPa

2022 年4 月，该厂运行人员在抄录GIS SF6压力表表计压力定期工作时，发现一间隔A 相断路器气室压力低于安装时所做标记（从0.62 MPa 下降到0.58 MPa）。立即安排技术人员使用便携式SF6气体泄漏仪对该间隔断路器A 相气室各连接处进行检测，并未发现漏点。再次采用局部包扎法，用塑料薄膜对该间隔断路器A 相气室所有法兰进行分段局部包扎，24 h 后再次检测，发现该间隔断路器A 相静触头CT 处气室存在泄漏，并多次使用局部包扎法复测确定泄漏为轻微渗漏。考虑到电网运行要求，同时结合设备泄漏量，决定在制定防范措施和采取应急方案后择机处理。

3 案例处理

发现泄露后，该厂迅速联系GIS 设备安装厂家，使用便携式SF6气体泄漏仪进行检测，最终确定为该间隔A 相断路器静触头侧CT 处气室法兰2 个螺栓孔存在微量泄漏，泄漏位置见图1，并根据泄漏位置制定了维修方案。

图1 断路器A 相漏气法兰面位置

3.1 处理过程

2022 年9 月，该厂向调度申请将漏气间隔转检修（断路器分闸、隔离开关分闸、接地开关合闸）；GIS 220 kV II 段母线停电转检修（靠近漏气断路器侧母线）转检修，合该母线接地开关。各元器件具体位置如图2 所示。

图2 各元器件位置及气体回收压力标示

具体处理步骤：

（1）回收断路器A 相气室SF6气体、靠近A 相静触头侧CT 处隔离气室气体至0 MPa，相邻A 相Ⅱ母隔离气室、套管气室降压至0.2 MPa，确保抽真空时绝缘盆子的安全性。

（2）测量断路器A 相母线侧接地开关至出线套管的导电杆回路电阻。

（3）将A 相静触头侧CT 接线端子上的二次线拆除,做好支撑固定措施，将靠近A 相静触头侧CT处隔离开关、接地开关A/B 相间机构操作连杆及气管拆除。

（4）打开三通盖板，将内部三通触座固定螺栓拆除后将三通触座取出，然后将三通壳体拆下。再将隔离开关、接地开关及直母线筒拆除，最后将电流互感器拆下。拆解法兰面使用防尘罩临时防护。如图3 所示。

图3 处理缺陷需拆除部分

（5）将拆下的互感器正立放置，将CT 端子拆下，然后将壳体拆下，按照检修工艺清理对接面，检查密封槽口是否平整、有无划痕，测量密封圈尺寸，检查有无破损、剪切、老化现象，更换CT 端子及密封圈后恢复CT 装配。

（6）按拆解的逆顺序恢复安装，各个法兰螺栓使用力矩扳手对角均匀紧固，复测电阻，更换吸附剂后抽真空。真空度合格后，充气至额定压力，检漏并进行二次线、传动连杆的恢复工作。

（7）待检修气室SF6气体微水检测及检漏合格后，进行CT 极性检测和耐压试验。

处理后经多次使用便携式SF6气体泄漏仪检测，并跟踪观察记录该漏气气室及检修过程中拆卸气室密度继电器表计压力，均未发现渗漏，缺陷消除。

3.2 漏气原因分析

经查阅检修规程和设备使用说明书，GIS 设备的气体漏气的主要原因有：

（1）设备制造厂家的加工精度不够，焊缝处或母线筒外壳上有砂眼，密封材料质量欠佳造成的漏气。

（2）工作人在现场安装时，未严格执行安装工艺、标准，或拆卸后密封面处理不干净，有毛刺或高点造成了漏气。

（3）由于密封材料老化，设备在运行中开关分合等原因产生振动而引起的漏气。

（4）密封圈安装过程中，一端翘起，两法兰面螺栓紧固时剪切造成密封件破损引起的漏气。

主要可能存在的漏气部位有：

（1）进出线套管与法兰浇筑处，焊缝处；

（2）各连接法兰结合面；

（3）气路联通管接头；

（4）SF6气体充气嘴；

（5）压力表、压力开关及其钢管上的砂眼；

（6）伸缩节；

（7）断路器操作机构与灭弧室连接杆动密封处。

在此次漏气处理的过程中，厂家工作人员拆下泄漏法兰面，现场检查两密封面表面干净无灰尘、无毛刺，密封圈安装在槽内、弹性足，密封胶涂抹均匀。最终确定致该缺陷原因为：现场安装人员在紧固该法兰面螺栓过程中，执行安装工艺不严，造成密封部位的螺栓、螺纹松动导致漏气。

3.3 处理过程中应注意事项

由于运行方式限制，此次漏气处理需在GIS 室部分间隔未停电状态下检修漏气间隔，所以在现场安全措施、施工标准工艺、施工完成后试验等多方面需要注意：

（1）安全措施方面

1）施工作业时存在误入其他带电间隔或触碰其他带电设备而引起相关事故的风险。需结合缺陷处理需要制定安全措施，做好电气隔离，划定隔离检修区域，将检修区域设备停电转检修，在带电区域附近作业时应安装安全围栏，并向内悬挂“止步、高压危险”标示牌。

2）在需拆除部分进行气体回收时，应派专人对相邻气室的气压进行观察记录，每半小时1 次，如果相邻气室的气压下降，则应查找原因。气体回收完成后，每个气室均需要使用放气阀验证气压。同时拆除部分相邻气室、套管气室降压至0.2 MPa，并做好跟踪记录。

3）每日工作前，应开启风机，保持GIS 室通风，并保障至少有二人在现场工作，工作中工作人员穿专用防静电工作服，设备解体后使用的工器具必须清点，防止遗漏，工作结束后工作人员应及时清洗打扫个人卫生。

（2）施工标准工艺方面

1）检修作业应在无风沙、雨雪且空气相对湿度小于80%的环境条件下进行，使用无毛卫生纸和真空吸尘器清理杂质，断路器室内的吸附剂、清理抹布、卫生纸等应集中收集处理。

2）不可带压紧固螺栓，在发现或怀疑是由于密封部位的螺栓、螺纹松动导致漏气时，切不可盲目使用扳手带压紧固法兰面的螺栓，可能会造成螺栓因应力过高而断裂或脱扣，这时将会产生更大的泄漏，甚至出现安全事故。应使用力矩扳手，根据螺栓材质、型号设置力矩大小，对角均匀紧固螺栓。

3）重新拆装法兰面后，必须更换密封圈，同时将密封面清理干净，在安装新密封圈时将密封圈涂抹少量硅脂装入密封槽内，清除周边多余的硅脂，尤其认真清除密封圈内侧与SF6气体接触侧多余硅脂。

4）在拆装套筒时，应做好相邻套筒的保护和支撑，避免产生新的隐患。回装过程中严禁碰伤、划伤法兰密封面，要求密封面完好、无尖角毛刺、无划伤。

5）回收的SF6气体应进行微水、空气含量、毒性检测合格后方可再次使用，否则不能再次利用并集中处理，且使用新的SF6气体。

（3）施工完成后试验

1）拆除前，应测量各检修回路回路电阻，回装后再次复测，并对照规程规范及两次测量数据，确认回装的质量。

2）若拆装CT 及其二次接线，将拆下的互感器正立放置，将CT 端子拆下，然后将壳体拆下，清理对接面,更换CT 端子及密封圈后恢复CT 装配。完成后进行CT 变比、极性测量及回路检查，在间隔带负荷时应重点检查采样是否正确。同时必须进行预防性试验。

3)拆装间隔须更换吸附剂、抽真空，吸附剂更换需在规定的时间内完成，防止受潮，真空度合格后，充气静置24 h，并进行检漏、微水含量检测。

4）进行耐压试验。试验前检查气体压力是否在额定压力，确认回装质量后，对检修支路开展耐压试验。耐压试验不仅要遵守交接试验规程，同时要考虑现场试验条件。在本次缺陷处理过程中，因GIS套管与变压器套管的绝缘距离不足，加压至线电压。

4 出现GIS 微漏时防范措施建议

由于GIS 为结构复杂的组合电器，对安装工艺、设备本身质量都有极高要求，再加上设备运行方式的影响，导致漏气成为GIS 设备的一项主要缺陷。在发现漏气时，我们首先检测出漏气点并确定漏气量。针对轻微渗漏的情况时，在电网运行方式不允许立即停电处理，须继续带电运行时，建议做好以下安全措施。

（1）加强现场通风。运行人员、检修人员进入GIS 前，必须开启强力通风装置15 min 以上，并且保证SF6浓度和氧气含量综合监测数据中氧气含量大于18%（体积比）、SF6气体浓度不大于6 g/m3。在检修过程中，如果泄漏进一步加重，SF6气体泄漏速度加快，必须持续通风，并组织人员立即撤离现场，但还需实时关注漏气状态。当漏气速度减缓，设备气体压力在安全的状态下，可以安排人员在采取防毒措施的情况下带电补气，并观察漏气速度。如若发现设备漏气速度较快，则应立即启动应急预案，向调度及领导汇报将设备停电退备，并与其它设备隔离。

（2）制定防范措施。发现漏气后，可以在渗漏气室SF6压力表盘当前压力上做好标记，同时缩短巡视、检查周期并记录表计压力变化。工作现场准备好合格足量的SF6气体、补气装置和工器具，当气体压力下降至0.57 MPa 时，可在不停电情况下对漏气气室补气至0.60～0.62 MPa 。制定漏点处理方案，准备好回收装置、烘箱、检漏仪、微水仪等专用工器具及备品备件材料，待运行方式许可、调度同意后，停电进行处理。

5 总结

SF6气体泄漏对电网、设备、环境和人身安全都会产生不利影响。通过SF6轻微泄漏缺陷处理，介绍了缺陷处理过程、处理注意事项和轻微泄漏的防范措施。为切实减少GIS 设备漏气缺陷，提升设备安全稳定运行水平，必须加强设备出厂质量验收、安装竣工验收工序工艺把关，强化设备检漏、试验和检查维护，及时消除设备隐患。

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