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對于GIS密封試驗方法檢測SF6泄漏的分析與改進

發布時間:2021-02-17 05:26:50 來源:浙江凯发娱真人凯发娱真人科技有限公司


摘 要:隨著電力事業的大力發展,SF6 氣體以其優異的絕緣性能和滅弧性能被廣泛用于凯发娱真人設備中,GIS的運行也得到迅猛的發展。但是GIS的泄漏不僅會影響設備的正常運行,更會給檢修人員帶來身體上及生命上的危害。本文深入探討了怎樣才能夠真實的檢測GIS裝置中SF6氣體泄漏情況及年泄漏率的問題。GIS密封試驗是檢驗GIS密封性能是否良好的一項重要試驗項目,要求操作方法正確,測試結果準確。本文對目前常用的GIS的密封試驗方法進行了分析,并對不完善之處進行了改進,取得了較好的效果。

一、概述

六氟化硫封閉式組合電器(簡稱GIS),具有占地少、運行安全可靠、維護方便等優點,其絕緣、滅弧介質為SF6氣體,要求具有良好的密封性能。GIS設備安裝程序為:基礎預埋間隔機架位置和高層確定間隔就位連接母線、操作機構等控制盤就位二次配線充氣SF6氣體檢漏、水分檢查二次調試耐壓試驗等。其中部分工作可以交叉提前進行。GIS的密封性能是檢驗其可靠性的重要指標,是實現其安全可靠運行的前提條件。

GIS經現場安裝,應對其拆裝對接的每一處密封環節要進行嚴格的密封試驗,如果存在漏點則必須返工處理,直至合格,以保證整個氣室的年漏氣率符合標準。密封試驗是檢驗GIS安裝質量的一項關鍵工序。操作方法正確,測試結果準確,方可保證GIS在運行中的安全可靠性。

二、密封試驗方法

密封試驗是通過檢測SF6氣體的泄漏量,來判定氣室的年漏氣率是否合格,控制標準是每一獨立氣室的年漏氣率不大于0.5%;《凯发娱真人設備交接試驗標準》條文說明中提出兩種試驗方法和控制標準:

1、采用靈敏度不低于l10-6(體積比)的檢漏儀對氣室密封部分、管道接頭等處進行檢測時SF6檢漏儀未發生報警認為合格。

2、采用局部包扎法,待24h后檢測每個包扎腔內 SF6含量不大于30 ppm(體積比)即為合格。

目前采用第二種試驗方法較為準確,其實施程序是:抽真空檢驗SF6氣體泄漏檢驗。具體過程為:在GIS經真空檢漏并靜止SF6氣體5 h后,用塑料薄膜在法蘭接口等處包扎,再過24h后進行檢測,如果有一處薄膜內SF6氣體的濃度大于30 ppm,則該氣室漏氣率不合格。如果所有包扎薄膜內SF6氣體的濃度均小于30ppm,則認為該氣室漏氣率合格。

三、國家電力規程中對于GIS檢測泄漏的規定

開關設備 SF6斷路器和GIS

SF6斷路器和GIS的試驗項目、周期和標準

3)GIS用金屬化物避雷器的試驗項目、周期和標準

a) 避雷器大修時,其SF6氣體按以上表的規定

b) 避雷器運行中的密封檢查按以上表的規定

c) 其它有關項目按以上表中的規定

對于110KV及以上SF6電流互感器試驗項目實用

四、測量實例

于2011年1月13日上午10:00使用法國IAC510 SF6紅外雙波定量檢漏儀分別到關莊變電站、新區中心變電站、長寧變電站進行了室內110KVGIS開關泄漏檢測試驗。

現場檢測數據詳見表:

通過這次現場測試后,能夠真實的找到GIS的泄漏點及初步確定泄漏情況,為驗算年泄漏率奠定了基礎。


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五、GIS 密封試驗方法的改進措施

1、實施定量檢測、驗算年漏氣率

《氣體絕緣金屬封閉開關設備現場交接試驗規程》(DL/T618-1997)中第8.l條提出了密封性試驗包括定性檢漏和定量檢漏兩個部分。《凯发娱真人設備交接試驗標準》(GB50150-91)中第13.0.4條也提出采用收集法進行測量時,應以24 h的漏氣量換算出年漏氣率。GIS的定量檢漏采用局部包扎法,具體操作方法應符合標準要求,依相關公式計算出每個氣室的年漏氣率。有了年漏氣率,才能提出具體的補氣間隔時間,從而保證GIS在運行中密封性良好。

2、適當提高密封試驗時的SF6氣體壓力值

GIS在常溫下做氣體密封性試驗的狀態與實際運行情況并不相符(尤其是戶外式GIS)。完善的試驗方法是應對GIS做高、低溫時的密封試驗,但交接試驗規程及設備技術條件對此未作規定。考慮到當氣室內SF6氣體壓力增高時其泄漏量也會隨之增加,為嚴格考核密封狀況,其試驗壓力值應高于額定壓力值,根據經驗高出0.05 Mpa為宜。根據SF6氣體壓力--溫度曲線,高于額定壓力0.05 Mpa相當于環境溫度40℃時的氣體壓力值,這樣就可以考核GIS在環境溫度增高時的密封狀況。

3、 實施定性檢漏,完善預控手段

定性檢漏作為判斷GIS氣室漏氣與否的一種手段,是定量檢漏前的預檢。采用檢漏儀檢漏方法,對氣室進行抽真空作為初步的密封檢測及排出氣室內的水分是必要的步驟,通過抽真空可檢測出所有硬性密封環節的漏點。

按標準要求對GIS的所有法蘭密封面、管路接頭處用檢漏儀進行檢測,能夠定性的判斷GIS的年漏氣率是否超標。

4、 全面檢測,消除漏檢之處

不論是定性檢漏,還是定量檢漏,不僅對現場安裝有影響的密封面進行檢漏,還應對所有工廠組裝的密封面、管路接口等處進行全面檢漏。施工經驗證明:由于出廠檢漏不嚴格而存在漏點的情況是經常發生的。另一方面,對與分、合閘位置有關的密封部位,應分別在分、合閘位置進行密封試驗。

六、改進后的密封試驗方法及實施效果

改進后密封試驗方法的程序是:抽真空檢漏充SF6氣體SF6檢測儀檢漏定量檢漏。具體實施要求如下:

1、抽真空檢漏

當GIS氣室抽真空到真空度已達到或小于133pa時,在繼續抽真空30min后停泵,靜止30min后讀取真空度A值,再間隔5 h后讀取真空度B值,如B-A<133Pa,則認為氣室的密封性良好。

2、 檢漏儀檢漏

用靈敏度1ppm的 SF6氣體檢漏儀沿外殼焊縫、密封面、管路接頭、轉動密封等部位,用不大于2.5 mm/s的速度在上述部位緩慢移動,若SF6檢測儀讀數為0則認為密封性能良好。

3、 定量檢漏

應在氣室充SF6氣至額定氣壓24 h后進行,要求檢漏儀的靈敏度1ppm,測量范圍為10-6(體積比)。

實施局部包扎法:用0.1mm厚的塑料薄膜按密度部位的幾何形狀圍一圈半,接縫向上,盡可能構成圓形或方形,經整形后用膠帶粘貼密封。塑料薄膜與被測品應保持一定的間隙,一般為5mm左右,包扎后經24h測定包扎腔內SF6氣體的濃度,應取不同位置四點的平均值。該密封環節的漏氣率可用下式計算:

F=△C(V-△V)P/△t Mpa&middot;m3/s

式中: F--絕對漏氣率,單位時間內的漏氣Mpa&middot;m3/s;

△C--泄漏氣體濃度的測量平均值,ppm

△t--測量△C的間隔時間,s

△V--被試品與塑料薄膜間所包圍的容積,m3

P--絕對大氣壓,為0.1Mpa

每個氣室的年泄漏率Fy:

Fy=F31.510-6/V(Pr+0.1) 100%/年

式中:V--氣室內 SF6氣體的容積,m3

Pr --額定SF6氣體氣壓,Mpa,(表計值)

在進行以上計算時較難確定的是以下參數:

△V:由于被試品與塑料薄膜間所包圍的容積是不規則形狀,其容積不能直接計算取得,可采用試驗的方法,利用其它氣體或液體通過流量計向包扎腔室內灌注而取容積數據。

V和W:氣室內充注SF6,氣體的容積和質量,該數據廠方都未提供,可在訂貨技術條件中要求廠方提供準確數據,還可在充氣過程中采用計量方法來取得較準確的數據。

4、實施后的效果

經采取改進措施后,消除了密封檢測結果不準確等缺陷,使檢測結果達到了準確可靠的效果,為GIS的安全運行提供了有力的證據。

參考文獻:

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12、國家標準. GB50150 凯发娱真人裝置安裝工程凯发娱真人設備交接試驗標準

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