一起GIS设备抽真空回油事故处理分析

摘要：本文介绍了某变电所110kV间隔扩建时发生的抽真空回油事故故障处理，分析了事故原因，并提出同类事故的防范措施。

关键词：GIS设备;抽真空;防范措施

GIS设备具有体积小、技术性能优良、运行可靠检修周期长及不受外界环境影响等优点被广泛应用于电力系统。GIS设备由于零部件较多，结构复杂，发生故障的概率也较高，漏气缺陷、微渗现象存在比较普遍，成为威胁GIS设备安全运行的主要因素。而密封性是GIS绝缘的关键，SF₆气体泄露会造成GIS致命的故障，密封效果主要取决于罐体焊接质量，其次是密封圈安装调整情况。在安装中，各部位的密封圈安装好坏直接影响GIS安装的质量，因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。

1 故障原因

在扩建220kV某变电所110kV GIS间隔，在对母线筒抽真空时，真空泵电源突然失电，真空泵中机油被吸入GIS母线室。现场发现，现场使用的LC-15型真空泵缺少相序保护装置，且无电磁阀，不能保证在GIS设备抽到负压形成有效的单向保护。通过对真空泵管道与母线筒连接处查看，对渗油情况的严重性进行大致了解，经协商制定了初步放案：对事故段整段母线筒进行开罐处理。

2 处理过程

2.1 处理前的工作

将110kV事故母线筒相邻气室压力减至0.3MPa，对事故母线筒进行破真空，开启事故段的观察孔，检查母线筒内回油的情况，是否需要开罐处理。经检查发现回油情况恶劣，扩散范围大，经与厂家人员商讨：决定按照勘察时的放案：对事故段整段母线筒进行开罐处理。

2.2 母线筒内导体的处理

开启110kV母线筒事故段顶端封板及拆除事故段母线筒所有观察孔，把导体一节一节拆除清理，首先检查表面有没有划痕、凹凸不平之处，若有则用刮刀将凸出之处刮平，用金刚砂纸磨光，用吸尘器吸去金属粉末，绝不能用吹去或抹掉的办法，粉末吸净后，用清洁的细白布沾无水酒精将表面抹净;然后用清洁的塑料薄膜盖好，拆除110kV母线段导体及部分主持绝缘子。拆下来的绝缘子编号并用丙酮清洗，用塑料布捆好，安装时再揭开，放至清洁干燥的地方，所有拆除下来的螺丝用丙酮清洗并放好，对带进母线筒内的工期具进行清洗编号并清点进出情况。

2.3 伸缩节处

2.3.1 伸缩节

GIS设备是由各个元件组合而成，若全部都是刚性连 接，则元件将受到破坏。因为各个元件的材料不同，由于其膨胀系数不一样，各个元件的伸长和缩短不一样，当温度变化时，元件的温度应力就不相同。当应力超过某一允许值时，GIS的元件就要受到损伤。例如母线管的法兰与胶垫之间就会发生缝隙，引起GIS设备漏气。应力大时，将引起支持点发生位移。因此GIS设备连接时要用一部分波纹管以补偿温度的变化因此在母线管中间安装几处温度补偿装置，这种装置叫做母线膨胀补偿器，也就是通常说的伸缩节。另外，在GIS设备安装过程中，必然会有误差，必须用母线膨胀器进行调整，在运行期间，温度相差太大时也要 用母线膨胀器来调整，因此母线膨胀补偿器是GIS设备中不可缺少的元件.

2.3.2 伸缩节处处理

待最后一节拆除时，发现油污严重，大面积污染，导体与支持绝缘子以及盆式绝缘子几乎全都是污垢，清洗难度大，有许多死角无法处理，像导体连接螺丝孔内都渗满了油垢，与厂家商讨后，决定对母线筒回油事故处伸缩节进行拆除，这使得工作进一步加大，时间更加紧迫，但清洗死角及内壁的难度大大降低。在伸缩节拆除时，对伸缩节原来的尺寸及拆除过程做了严格的控制，对伸缩节的尺寸控制在规定范围内，对拆除下的密封圈进行更换，并对伸缩节两头的表面层进行清洁、打磨处理。

2.4 故障点的处理

在清理的过程中：先用干燥白布把大量机油清出来，再用丙酮对每一个角落进行至少三遍清理，尤其是支持绝缘子，把部分油浸过的绝缘子拆下来用丙酮进行清理，部分螺丝孔用丙酮进行清理的同时并用吸尘器进行清理一遍，在复装前专门检查导体有无毛刺、有无锈蚀、有无变形。紫铜均压罩有无变形、有无锈蚀后使用乙醇清理。大量的安装实践证明，保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差，为了防止起灰尘，安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净，在空气静止48h后才开始安装。作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑，这些微粒都是耐压实验中放电的来源，因此要特别注意保证铝导体的清洁。这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查，防止出现死区;另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的新手段，尽量把空心体内部死角的残留物清理出来，或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。国产GIS产品由于管理不严，出厂时GIS内还残留有杂物，加之许多安装现场管理不严，灰尘漫天，更增加了确保清洁度的难度，所以必须严格要求，精心施工。

2.5 复装

2.5.1 导体的复装

开始复装时先从伸缩节第二节开始安装导体，在对导体对接插入深度要求在35mm，间隙7～8mm，导体与绝缘子使用6颗M10X45不锈钢螺栓连接，扳手力矩45N/m，绝缘子支架为了保持导体安装时同心度都未拆除，安装时，检查是否变形、有无锈蚀，在安装一节时对观察孔进行一个封盖，并用吸尘器进行清理一遍，绝缘子支架与绝缘子使用2颗M12X35不锈钢螺丝栓固定，扳手力矩78N/m，保持绝缘子拱顶至筒体内壁最小距离大于等于160mm。

2.5.2 伸缩节的复装

在导体全部有序复装后，进行伸缩节安装，伸缩节应按照原来出厂尺寸范围内进行螺丝紧固，并观察密度圈的好坏，在伸缩节安装后，进行伸缩节端导体的安装，特别注意的是在伸缩节安装时，导体必须放进母线筒内，伸缩节安装时用干燥的绳或布做引导来代替手拿着导体，一人进行对接，一人进行螺丝对孔并紧固。

2.6 吸附剂的更换

抽真空前，所有吸附剂应予以更换，新吸附剂应预先在真空干燥箱或烘箱内进行活化处理，活化处理的温度和时间依吸附剂种类而定。一般选择在180℃～250℃，时间控制在2～3h左右，并趁热快装。

2.7 抽真空充气

2.7.1 抽真空

对抽真空装置自检，时不是可以达到标准。结束所有工作，开始对110kV母线事故段进行抽真空，在真空度达到133Pa开始计算时间，维持真空泵运转至少在30min以上;停泵并与泵隔离，静观30min后读取真空度A;再静观5h以上，读取真空度B;要求B-A小于等于67Pa（极限允许值133Pa）合格，否则，要先检测泄漏点;

2.7.2 充气

SF₆气体的保管和搬运符合国标GBJ147-90第5.5.3条的要求，SF₆气体的充注应符合国标GBJ147-90第5.3.4条的规定。GIS充气按厂家要求一种为抽真空直接充入SF₆气体;另一种是抽真空后，先充入N₂，测量其含水量合格后，排出内N2，再充入SF₆气体。我们根据实际情况用的是间接充SF₆气体法.

1）间接充SF₆气体法。将每个气室的N₂气放掉，直到与大气压相等，然后用真空泵抽真空如抽真空操作所述方法，将真空抽到65Pa时停止30 min。根据厂家提供的各气室的充气压力值，充以含水量小于50ppm的N₂，当气室的N₂充到额定值时，逐渐下降压力到100kPa时，稳定12h，此时测量N₂中的含水量，应小于厂家规定值。若超过，重复下列操作：排气，抽真空到65Pa，停止半小时，100kPa的压力充N₂气，稳定12h，测含水量，如不满足要求则重复上述操作。如合格则排氮并抽真空到65Pa停止半小时后，充经检验合格的SF₆气体。充SF₆气体，从65Pa压力逐渐升到额定压力为止，额定压力值要按充气时的气温和大气压力换算。稳定3～8天后测量SF₆气体的含水量;若含水量不合格，应将SF₆气体回收干燥;再按充氮的顺序进行充氮，氮气含水量合格之后，再充入含水量合格的SF₆气体。

2）对故障点相邻气室进行了补气。

2.8 检漏

SF₆气体泄漏试验：在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰连接或管道连接部位包封起来，充气搁置24h以上，用SF₆定性检漏仪测量包容区内SF₆的含量，应符合标准。

3 防范措施

针对这次GIS设备抽真空回油事故暴露出来的问题，建议在对GIS设备抽真空时应该采取的防范措施：

1）加强GIS抽真空操作人员培训，严格按照相关规定进行操作;

2）真空泵单独使用时应了解该泵有无防返油装置或措施。若有，应检验其可靠性;若无，应采取相应措施，并应尽早改造;

4 总结

抽真空是GIS设备安装的关键工序之一，关系到设备的安全、稳定运行，决不能掉以轻心。在施工中技术人员必须认真研究制造厂家说明书和相关规程，明确操作人员的职责，严格按照措施要求进行每一道作业，才能达到预想的效果，满足设备安全、稳定运行的需要

参考文献：

[1]电力行业职业技能鉴定指导中心.11-055职业技能鉴定指导书：变电检修[M].北京：中国电力出版社，2009.