高压电气GIS装置SF6气体的管理充注与检验探索.doc

绥中工程总结论文

高压电气GIS装置SF6气体的充注与检验

高压电气GIS装置SF6气体充注与检验

1.GIS内容与检测条件简介:
GIS(Gas-insalated metal-enclosed switchgear)--即气体绝缘金属封闭开关设备,是一种新型的成套配电装置,适用于沿海潮湿地区或污秽地区。其典型优点是:
①开关断路能力强。②占地面积小。③维护周期长达12-15年。
绥中发电厂2×800MW的220KV、500KV开关场采用的就是GIS,因为GIS中的断路器、隔离开关、接地开关、汇流母线、PT、CT均处在封闭金属容器内SF6气体中,所以对气室内SF6这种高强度绝缘介质,要求是十分严格的。
第一.必须相当纯净,满足国标中规定的纯度99.8％。
第二.它必须相当干燥,微量水分含量符合国标规定(如下表):

微
水
含
量
气 室 类 型
交 接 标 准
新进瓶气
≤65.04ppm(v/v)
有电弧分解物气室(如断路器气室)
≤150 ppm(v/v)
无电弧分解物气室(如母线气室)
≤500 ppm(v/v)

第三.气室的密封性必须满足《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》中的年泄漏率不得大于1％。
以上三项指标中的任何一项超标都会导致绝缘气体性质劣变,在电气操作时,就有可能发生爆炸,国内已发生过几起SF6开关爆炸的恶性事故.所以,GIS安装过程中,对SF6气体质量的监督检测是保证GIS安全运行的重中之重。
SF6气体的仪器设备不尽相同,所以检测手段和计算方法也因此而异,国标中亦没有统一而详尽的规范,根据工程需要,我们对SF6进行两个项目的检测,即微水量和定量检漏。所使用的仪器设备有三台:①测量微水量的露点仪,型号为DP-19SHⅢ,NO:97-1207,瑞士制造。②定量检漏仪, 型号为Q-200,NO:2001216美国制造。③以及与之配套的定性检漏仪。依据: 《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》及仪器说明。
2.科学的工艺流程:
在GIS安装过程中,最严格的是对气室的干燥性和密闭性处理,而反映干燥性和密闭性的标准分别为气室微水量和气室年泄漏率,两项指标中任何一项不合格,则该气室气体回收,查找故障并处理,直至合格。本着既保证气室的质量达标,又不因重新处理不合格的气室而影响工程进度的原则,检测人员从实际需要出发,结合安装情况,制定出科学的工艺流程(如附图示)。
3.控制好“瓶气微水”、“气室微水”、“气室泄漏率”三个重要过程的意义、优点以及由此避免的损失。
3.1瓶气微水量控制。
把新进的SF6瓶气统一编号,使用DP-19SHⅢ露点仪逐瓶检测,记录详细数据并写在瓶体上,按照微水量的大小分成三组:
3.1.1微水量ppm(v/v)最小的为断路器组(即专充有电弧分解物气室)。
3.1.2微水量合格但ppm(v/v)较大的为隔离刀或母线气室(即专充无电弧分解物气室)。
3.1.3微水量＞65.04的为一组,禁止使用。
其优点：把微水量最小的瓶气供给对微水量要求最严格的断路器气室,而把微水量较大的瓶气供给对微水量要求相对不十分严格的隔离开关或母线气室,而微水量不合格的不准使用。因为SF6的性质十分复杂,有关资料表明充入气室的SF6微水量要用6个月左右的时间才能稳定,在实际工作中也发现,部分微水量合格的气室,经过一个月或几个月的间隔后复检, 微水量变大,有的甚至超出了气室所要求的标准。实践证明,按照上述分组分配的原则充气,对保证气室微水量有很好的作用。
经济效益分析:绥电220KV、500KV GIS安装及检测已告结束,共用掉瓶气8批696瓶,其中微水量超标46瓶。这46瓶若以抽检方式(规程中允许抽检)肯定会有一部分不能查出,一旦充入气室,将导致本气室微水量超标,而我们又不具备干燥气体的设备,只能全部排放掉,一般的气室要充入6-10瓶,每瓶进价大约1万零几百元,假设一个气室报废,那麽由此带来的损失: 排放掉的气体成本6万元,重新购气的成本6万元,延误工期带来的损失X元,共计X+12万元。这46瓶将会导致十几个气室报废，损失将逾百万。由此看来，对于瓶气实行“逐瓶检测，分组分配”的原则是完全有必要的。
3.2气室微水量的控制
按照3.1中分组分配的充气原则处理的气室,静置24小时后测微水一般都合格,即使有不合格的,也可以完全排除气的原因。实践证明，按“分组分配”处理的气室，如果微水量超标，其原因一定是气室没有干燥好或气室有密封不严的部位。重新处理的方法是回收气体，更换吸附剂，充氮气干燥，再把回收的气体充进去。其微水量就会合格。
优点：合格的气室立刻进行下一道工序，不合格的气室及时处理，避免重复劳动和大面积返工。
3.3气室年泄漏率的控制
在定量检漏方面,国标中没有统一而详尽的规范,《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》中只简介了用"包扎法"测量,规定年泄漏率不大于1%。而至于使用什么仪器，试验步骤采用什么计算方法都无处可查，Q-200定量检漏仪直接测出是一个流量（ml/s),随仪器提供的计算公式，其泄漏率以“克/年”计，“克/年=气室泄漏率（ml/s)×气体分子量×315000/24500，其中分子量SF6＝146，315000＝每年秒数，245000=25℃时，克分子气体体积，此公式仍然不能达到交接规程所需要的年泄漏率为a%的最终目的，基于这个需要，试验人员以《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》为指导精神，认真研究了SF6 气体性质，调研了GIS设备厂家和检漏仪销售商有关的技术情况，结合GIS和本仪器的特点，总结出一套检漏的试验步骤和换算公式。详述如下：
3.3.1包扎,对气室有可能泄漏的部位,如焊缝、接头结合面、法兰密封面、转动密封面、滑动密封面、表计、阀门接口等部位用塑料薄膜包扎,对包扎间的要求:
3.3.1.1包扎必须在气室充气至额定压力后进行。
3.3.1.2包扎前必须对GIS房间做彻底的不低于2小时的通风,以防环境中SF6过大而影响检测结果。
3.3.2使用定量检漏仪测漏点。除严格按照该仪器的操作说明外，结合现场情况，我们的具体试验步骤如下：
3.3.2.1首先取一干净密封容器(如塑料桶),在室外通风处取标准空气用塑料膜封口,作为探头插入包扎间前的取样背景,自制“标准背景”是绥中现场GIS 气体检测中的独创,因为SF6气体的存放和充气都是在GIS室内进行,所以环境中SF6浓度很大,本仪器称之为“背景污染”,背景一旦被污染,仪器将无法工作。“标准背景”不需要任何投资，却免去了大功率、长时间通风，既节约了电能，又节省了时间，既保证了测量精度，又摆脱了室内背景的限制，大大提高了工作效率。
3.3.2.2将探头插入“标准背景”,按下置零键”待仪器显示为“0”时,迅速将探头插入包扎间,记录其泄漏值。
3.3.3年泄漏率计算方法:假设某气室有几个泄漏点,那么这几个点是同时泄漏的。对气室而言，其泄漏量＝各点泄漏值之和，我们于是得到：
公式1：气室泄漏量＝各点泄漏值之和（ml/s)。
公式2：（随仪器提供）：年泄露率（g/y) ＝气室泄漏量（ml/s)×气体分子量×315000/24500，有了本气室以“g/y”计的年泄漏率，再除以气室充气重量M，即得到以百分数表示的年泄漏率：
公式3：a%＝年泄漏率（g/y）/充气重量M（g） ×100%，交接标准规定：a% ≤1%，为提高工作效率，测微水和定量检漏可根据需要同时或交叉进行。
如果发现某包扎间泄漏超标，Q-200型定量检漏仪能迅速而准确地查找泄漏点，因其定位准确而极大地缩小了检修范围，省时、省工、省料。
以上所述是在实际工作中总结摸索出来的比较完善的实用性资料，愿作为今后类似工作的借鉴和依据。

参考文献:

1.《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》

2. DP-19SHⅢ,NO:97-1207露点仪使用说明书,瑞士制造。
3. Q-200,NO:2001216定量检漏仪使用说明书,美国制造。

气 体 检 测 工 艺 流 程 图

逐瓶检测SF6瓶气微水量

微水量＞65.04ppm
微水量比较大
微水量最小

充SF6气体 充SF6气体

有电弧分解物气室 无电弧分解物气室

充气至0.5Mpa
禁 用

静置24小时
测 微 水

不合格 合格
通风24小时
气体回收

查找漏点并处理

包扎可能漏点
安装处理气室

静置24小时

定量检漏

不合格
合格
气室合格

5