1 SF6開關(guān)設(shè)備泄漏故障情況
當(dāng)前SF6開關(guān)設(shè)備運(yùn)行中暴露出的泄漏故障主要是液壓機(jī)構(gòu)漏油和設(shè)備本體漏氣。國產(chǎn)設(shè)備的泄漏故障率高于進(jìn)口設(shè)備。其情況如下:
(1)根據(jù)文[1]的統(tǒng)計(jì):1989~1997年,220kV及以上SF6斷路器和GIS發(fā)生的泄漏故障中,液壓機(jī)構(gòu)漏油共80次,其中進(jìn)口設(shè)備為8次;設(shè)備本體漏氣共26次,其中進(jìn)口設(shè)備為3次。
?。?)據(jù)文[2]的統(tǒng)計(jì):所有故障中比例*大的是液壓機(jī)構(gòu)。1993年北京共處理SF6斷路器液壓機(jī)構(gòu)漏油15臺(tái)次。國產(chǎn)SF6斷路器的漏氣問題很突出,北京所使用的220kVSF6斷路器中僅1993年度就有11臺(tái)斷路器中的11相本體漏氣,全年共補(bǔ)氣18次。
(3)據(jù)文[3]的統(tǒng)計(jì):1994年SF6斷路器共發(fā)生49次故障,其中液壓機(jī)構(gòu)嚴(yán)重漏油9次,設(shè)備本體漏氣16次,國產(chǎn)、進(jìn)口設(shè)備都存在這一問題。
(4)據(jù)文[4]的統(tǒng)計(jì):1988~1995年間國產(chǎn)500kVSF6斷路器共發(fā)生22次故障,其中主要是密封質(zhì)量問題,幾乎占了故障的一半。
?。?)據(jù)文[5],國際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)23-03特別工作組曾對(duì)11家巴西用戶的7個(gè)制造廠家的29臺(tái)GIS進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果顯示:在某些變電站,設(shè)備每年的SF6泄漏率超過3%,個(gè)別情況可高達(dá)10%。對(duì)于大多數(shù)巴西的100~200kV的GIS,則低于但十分接近容許值1%。僅在1991~1993年間,在巴西安裝的GIS,由于泄漏至少導(dǎo)致5623kg SF6排放到大氣中,這造成了可觀的經(jīng)濟(jì)損失,并污染了環(huán)境。
另外,據(jù)德國一個(gè)大型公用事業(yè)設(shè)施的故障統(tǒng)計(jì),在SF6斷路器的主要故障中,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障超過40%,居**位,SF6泄漏以及輔助和二次回路中的故障分別居**位和第三位。
?。?)據(jù)文[6],國際大電網(wǎng)會(huì)議13-06工作組1988~1990年**次調(diào)查(主要針對(duì)SF6斷路器)指出:在123kV級(jí)斷路器的故障中,液壓機(jī)構(gòu)占69%,245kV級(jí)達(dá)63%,在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)漏油、漏N2、自衛(wèi)能力裝置失誤、電動(dòng)泵故障等問題。
據(jù)文[7],上述調(diào)查還指出:次要故障的2/3是泄漏,即斷路器本體漏氣、液壓機(jī)構(gòu)漏油和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)漏氣。
2 泄漏發(fā)生的主要部位
(1)液壓機(jī)構(gòu)的主要漏油部位有:三通閥和放油閥、高低壓油管、壓力表和壓力繼電器接頭以及工作缸活塞桿和貯壓筒活塞桿的密封受損處、低壓油箱的砂眼處等。
?。?)SF6斷路器本體的漏氣部位有:支柱驅(qū)動(dòng)桿和密封圈劃傷處、充氣閥密封**處、支柱瓷套根部有裂紋處、法蘭聯(lián)接處、滅弧室頂蓋有砂眼處、三聯(lián)箱蓋板、氣體管路接頭、密度繼電器接口、二次壓力表接頭、焊縫和密封槽與密封圈(墊)尺寸不配合等處。
?。?)GIS的漏氣部位有:隔室、絕緣子、O型密封圈、開關(guān)絕緣桿、互感器二次線端子、箱板連接點(diǎn)、氣室母管、附件砂眼處和氣室伸縮節(jié)接口等處。
3 泄漏的后果
(1)對(duì)液壓機(jī)構(gòu),漏油會(huì)引起短時(shí)頻繁啟泵打壓或補(bǔ)壓時(shí)間過長,閥體大量內(nèi)滲油會(huì)造成失壓故障,液壓油進(jìn)入儲(chǔ)壓筒氮?dú)鈧?cè)會(huì)造成壓力異常升高等,這會(huì)影響SF6斷路器**運(yùn)行。
?。?)對(duì)于SF6斷路器和GIS,雖然泄漏到大氣中的SF6濃度很低,但它在大氣中有很長的殘存期,并能吸收紅外幅射而產(chǎn)生溫室效應(yīng)。此外,頻繁補(bǔ)氣和SF6氣體的大量泄漏,不僅影響設(shè)備**運(yùn)行,也影響人身健康。
4 泄漏原因分析
(1)對(duì)液壓機(jī)構(gòu),其主要原因是:
①制造方面:對(duì)工作缸、貯壓筒活塞桿等動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮欠周,元部件加工表面粗糙、潔凈度差,致使一些雜物(金屬顆粒,棉紗等)滯留于密封表面并污染液壓油,在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這些雜物研磨密封圈甚至劃傷貯壓筒內(nèi)表面,頻繁打壓、壓力異常升高等故障多數(shù)由此引起。
?、谑褂梅矫妫和哆\(yùn)前驗(yàn)收不嚴(yán)、不細(xì);露天檢修,不能確保機(jī)構(gòu)元部件不受污染。
(2)對(duì)SF6斷路器和GIS,從20余年的運(yùn)行情況來看,不管是國產(chǎn)還是進(jìn)口設(shè)備,都存在SF6氣體泄漏的問題。泄漏的原因主要來自制造廠,如鑄件有砂眼、焊接處有裂紋、密封槽和密封圈尺寸不配合、密封圈老化、密封圈材質(zhì)與法蘭材質(zhì)不相容、組裝中密封工藝處理不當(dāng)以及密度繼電器存在質(zhì)量缺陷等。
SF6開關(guān)設(shè)備同油或空氣斷路器一樣,也是需要進(jìn)行維護(hù)和檢修的。文[5]指出,制造商可根據(jù)運(yùn)行時(shí)間、操作周期和開斷短路電流次數(shù)來確定維修間隔,標(biāo)準(zhǔn)維修間隔為12年。現(xiàn)代SF6斷路器希望的維修間隔大于20年。水力發(fā)電機(jī)特別是抽水蓄能發(fā)電機(jī)斷路器由于其操作次數(shù)較多,故檢修間隔較短。
目前我國檢修周期、檢修工藝、檢修方式、備品備件等問題還都處于摸索階段,而我國220kV及以上SF6開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間大多已接近12年檢修間隔,這在一定程度上也造成了泄漏故障的發(fā)生。
5 建議
(1)對(duì)液壓機(jī)構(gòu),制造廠應(yīng)改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高加工和裝配工藝水平,嚴(yán)格外購件進(jìn)廠后和整機(jī)出廠前的質(zhì)量檢驗(yàn),以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性?! ?好是采用彈簧機(jī)構(gòu),因?yàn)閺椈蓹C(jī)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、直觀、無漏油問題、維護(hù)量少、維護(hù)費(fèi)用低,相對(duì)其它類型操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較高的可靠性。從表1、2可以看到彈簧機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性明顯高于氣動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。為此建議盡快推出配220kV、40~50kA自能式SF6斷路器的彈簧機(jī)構(gòu)。
(2)國家電網(wǎng)公司電力**工作規(guī)程規(guī)定
1、裝有SF6設(shè)備的配電裝置室和SF6氣體實(shí)驗(yàn)試,應(yīng)裝設(shè)強(qiáng)力通風(fēng)裝置,風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在室內(nèi)底部,排風(fēng)口不應(yīng)朝向居民住宅或行人。
2、在室內(nèi),設(shè)備充裝SF
6氣體時(shí),周圍環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)不大于80%,同時(shí)應(yīng)開啟通風(fēng)系統(tǒng),并避免SF
6氣體泄漏到工作區(qū)。工作區(qū)空氣中的SF
6氣體含量不得超過1000L/L?!ぁぁぁぁぁ?/div>
6、工作人員進(jìn)入SF6配電裝置室,入口處若SF6氣體含量顯示器,應(yīng)先通風(fēng)15min,并用檢漏儀測量SF6氣體含量合格。盡量避免一人進(jìn)入SF6配電裝置室進(jìn)行巡視,不準(zhǔn)一人進(jìn)入從事檢修工作。······
8、進(jìn)入SF6配電裝置低位區(qū)或電纜溝進(jìn)行工作,應(yīng)先檢測含氧量(不低于18%)和SF6氣體含量是否合格······