弓穎暉

（太鋼能源動(dòng)力總廠，山西太原030003）

1 前言

近年來，組合電器GIS高壓設(shè)備在太鋼變電站得到廣泛的應(yīng)用。GIS設(shè)備的故障通常發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝施工或大修后投入運(yùn)行初期,GIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了安裝過程本身就是控制GIS投運(yùn)后質(zhì)量控制一個(gè)關(guān)鍵性步驟；大修過程中出現(xiàn)漏洞對(duì)于GIS的正常運(yùn)行也會(huì)帶來很大的影響。以下對(duì)GIS的安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及大修中應(yīng)注意的問題進(jìn)行更深一步的探討。

2 GIS的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試質(zhì)量控制

2.1 GIS安裝過程中把好三大關(guān):清潔度、密封性和真空度

2.1.1 保證清潔度是GIS組裝中最首要的任務(wù)

GIS安裝現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地情況必須保證無塵，為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時(shí)應(yīng)在場(chǎng)地灑水并用拖把擦凈，在空氣靜止后才開始安裝。作為電極的鋁管在加工過程中難免會(huì)存在著表面毛刺和鋁屑，這些微粒（往往是耐壓試驗(yàn)中放電的主要原因所在）如果不清除，將嚴(yán)重威脅GIS設(shè)備的正常運(yùn)行。因此要特別注意保證鋁導(dǎo)體和器身內(nèi)部的清潔。目前，制造廠采取的措施一般為：（1）強(qiáng)化對(duì)導(dǎo)體加工過程的清潔檢查，防止出現(xiàn)死區(qū)；（2）在總裝前增加導(dǎo)體振動(dòng)清潔的新手段，盡量把空心體內(nèi)部死角的殘留物清理出來；（3）對(duì)組裝前的導(dǎo)體做類似局部放電試驗(yàn)以檢查出殘留的鋁屑和金屬絲等。太鋼C C P P站GIS在安裝過程中，適逢冬季施工，現(xiàn)場(chǎng)溫度低，項(xiàng)目部采用2000W電輻射板取暖，保證室內(nèi)溫度在0℃以上，并每天對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地面進(jìn)行灑水并用拖把擦凈清潔，待空氣靜止后，保證沒有灰塵的情況下才進(jìn)行安裝。在對(duì)接過程中，嚴(yán)格按照安裝規(guī)范要求對(duì)罐體及管線導(dǎo)體進(jìn)行丙酮擦拭，保證了GIS的內(nèi)部清潔，在隨后的試驗(yàn)過程中，各種參數(shù)都能夠一次達(dá)標(biāo)。

2.1.2 密封性檢查

密封性是GIS絕緣的關(guān)鍵，SF6氣體泄漏會(huì)造成GIS致命的故障。因此密封性檢查應(yīng)貫穿于整個(gè)安裝過程的始終。

密封主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整狀況。具體的控制措施有：（1）組裝時(shí)必須更換新的密封圈，并使用符合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范要求的清潔劑、潤滑劑、密封脂等材料。（2）在涂密封脂時(shí)應(yīng)避免其流入密封圈的內(nèi)側(cè)，因?yàn)橛械拿芊庵卸趸璧某煞?，SF6設(shè)備運(yùn)行后所產(chǎn)生的氫氟酸（H F）會(huì)將其腐蝕而使GIS內(nèi)部的雜質(zhì)含量增加，這對(duì)GIS設(shè)備的安全運(yùn)行是很不利的。（3）在進(jìn)行各密封部位連接法蘭的緊固時(shí)應(yīng)使用力矩扳手，使其受力均勻保證密封效果。（4）在清理罐體密封面的密封槽時(shí),要用600#細(xì)砂法蘭邊緣可以用銼刀、砂紙修磨。罐體加工后要用氣壓試驗(yàn)來檢查密封情況，壓力取最高氣壓的1.25倍。

2.1.3 真空度及SF6含水量檢查

真空度的要求是安裝過程中的第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也可減少罐內(nèi)其他物體(絕緣體、密封體)內(nèi)所含的水分，一般要求在充入SF6氣體之前真空度要達(dá)到133 Pa，再繼續(xù)抽真空30 min后停止抽真空，12 h后再測(cè)量真空度，兩個(gè)數(shù)字進(jìn)行比較以確保密封性能良好。水分對(duì)于GIS運(yùn)行的影響關(guān)鍵在于：如果沒有將SF6氣體控制在零度以下，則在溫度變化時(shí)絕緣體表面會(huì)形成凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成HF等低氟化物，從而導(dǎo)致絕緣材料沿面和金屬表面劣化。通常把允許值控制在-5℃，此時(shí)絕緣體表明凝結(jié)的不會(huì)是水珠而是冰晶，它對(duì)絕緣性能的使用幾乎沒有影響。由飽和水蒸汽壓力和水分含量、露點(diǎn)的關(guān)系曲線可查得露點(diǎn)-5℃進(jìn)水分含量（以下均指體積比）在0.4 MPa時(shí)為 790×10-6，0.5 MPa時(shí)為 1000×10-6；露點(diǎn)0℃時(shí)0.4 MPa時(shí)為1200×10-6，0.5 MPa時(shí)為1000×10-6?？紤]到在最高運(yùn)行氣壓的上述值尚需加大10%～15%，相對(duì)應(yīng)-5℃露點(diǎn)分別為680×10-6和570×10-6。在對(duì)GIS充氣前應(yīng)對(duì)SF6氣瓶內(nèi)氣體進(jìn)行微水測(cè)試及對(duì)10%SF6氣瓶內(nèi)氣體按國家標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，合格后方能注氣。

2.2 耐壓試驗(yàn)

為檢查GIS現(xiàn)場(chǎng)安裝后是否存在隱患 (包括包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、安裝及調(diào)試過程中的損傷等)而導(dǎo)致內(nèi)部故障，驗(yàn)證其絕緣性能是否良好、是否滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試完成后，必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn),且主回路的每一部分都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)主要包括：

工頻交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效、最直接的方法，對(duì)設(shè)備能否正常運(yùn)行具有決定性的意義，也是保證設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的最重要的手段。工頻交流耐壓試驗(yàn)對(duì)設(shè)備是否存在雜質(zhì)比較敏感，其試驗(yàn)電壓為出廠試驗(yàn)電壓的80%。

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)過程中的老練試驗(yàn)是非常必要的，老練試驗(yàn)是指對(duì)設(shè)備逐步施加交流電壓，可以階梯式地逐步施加交流電壓，通過老練試驗(yàn)既可將設(shè)備中可能存在的活動(dòng)微粒雜質(zhì)遷移到低電場(chǎng)區(qū)域，從而降低甚至消除這些微粒對(duì)設(shè)備的危害，又可通過放電燒掉細(xì)小微?；螂姌O上的毛刺、附著的塵埃等，以減少對(duì)設(shè)備的損害。

3 GIS檢修過程的質(zhì)量控制

按照GIS標(biāo)準(zhǔn)，GIS運(yùn)行10年就應(yīng)該進(jìn)行一次大修，更換氣閥、墊圈、檢查觸頭、機(jī)構(gòu)潤滑、行程檢測(cè)、內(nèi)部緊固件與機(jī)構(gòu)緊固件檢查緊固，否則可能出現(xiàn)潛在隱患引發(fā)大的事故。GIS具有占地小，運(yùn)行安全可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但GIS組合電器元件制造精度高，檢修過程中一旦出現(xiàn)漏洞會(huì)給設(shè)備帶來不可估量的后果，所以在檢修過程中要進(jìn)行檢修質(zhì)量控制。

3.1 斷路器操作機(jī)構(gòu)檢修質(zhì)量控制

（1）首先應(yīng)放盡氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的空氣

檢修的斷路器倉在放氣前，應(yīng)先關(guān)閉該間隔的進(jìn)氣、出氣閥門。檢查氣動(dòng)機(jī)構(gòu)是否正常，其他氣室壓力是否正常，防止因閥門關(guān)閉不嚴(yán)造成氣壓下降影響系統(tǒng)其他帶電間隔的運(yùn)行。

（2）排放各倉室SF6氣體

將要檢修的斷路器倉、進(jìn)（出）線刀閘倉SF6氣體排完，壓力至0，母線側(cè)刀閘倉、套管側(cè)倉室壓力降至0.3M Pa，以防因壓差大而損壞盆子。在放氣泄壓時(shí)檢查壓力低報(bào)警、壓力閉鎖等功能以驗(yàn)證壓力開關(guān)是否符合技術(shù)要求。

（3）更換電磁閥

電磁閥是控制斷路器跳閘的關(guān)鍵備件，必須確保完好。若電磁閥卡澀將導(dǎo)致斷路器不能正常跳閘，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，將引起越級(jí)跳閘擴(kuò)大事故的范圍。因此對(duì)新的電磁閥必須解體檢查。拆開電磁閥首先檢查閥體的氣密性，應(yīng)無砂眼，對(duì)一級(jí)電磁閥和二級(jí)電磁閥的閥體進(jìn)行清潔。對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分涂抹潤滑脂，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部位的靈活性，確保無卡澀，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

（4）更換分合閘線圈

更換分合閘線圈時(shí)，應(yīng)先測(cè)量合閘、跳閘線圈的阻值為110±5Ω，接線時(shí)確認(rèn)好線圈的極性，再進(jìn)行接線，以防接線錯(cuò)誤燒毀。

（5）檢查緩沖器

檢查緩沖器，補(bǔ)充緩沖器油，保證注油量1700m L，使油面達(dá)到和注油孔下端平齊，用手將緩沖器活塞推到底，測(cè)量活塞桿到下平面尺寸，再將活塞桿向上拉到頂，再測(cè)量活塞桿到下平面尺寸，活塞桿行程應(yīng)為217m m，當(dāng)與汽缸活塞桿連接時(shí)，要保證活塞在分、合閘終了時(shí)的油墊尺寸。

3.2 倉室檢查質(zhì)量控制

檢查斷路器的動(dòng)、靜觸頭、刀閘的握手、絕緣子、均壓環(huán)、導(dǎo)體等部件是否完好。檢查觸頭、觸指是否潔凈，是否有燒損、緊固螺栓是否牢固。檢查內(nèi)部絕緣件是否潔凈，是否有放電或爬電痕跡，是否有機(jī)械損傷。檢查氣室內(nèi)部是否潔凈，是否有粉塵。對(duì)于有粉塵的部位進(jìn)行清潔處理。

4 GIS定期維護(hù)的必要性

按照運(yùn)行規(guī)范，需要定期對(duì)GIS進(jìn)行維護(hù)。太鋼九降壓在2009年檢修期間，就發(fā)現(xiàn)了三項(xiàng)較大的隱患，及時(shí)進(jìn)行了處理，避免了重大事故隱患的發(fā)生。三項(xiàng)較大隱患分別是：

（1）2#變壓器紅相斷路器倉固定屏蔽罩的均壓環(huán)上的螺比共有四條，開倉檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其中有一套螺絲掉落，二顆螺帽脫落只剩螺桿，另一顆螺帽松動(dòng)。若不是此次檢修及時(shí)發(fā)現(xiàn)，斷路器再分合幾次，其余螺栓將在分合閘的沖力下掉落，均壓環(huán)脫落，造成屏蔽罩傾斜，因屏蔽罩絕緣距離不夠而導(dǎo)致對(duì)外殼放電接地故障，且因故障點(diǎn)在C T之前，將造成220kV母線接地故障引起大面積停電事故。

（2）1#主變黃相斷路器操作機(jī)構(gòu)一級(jí)閥復(fù)位止子滾輪脫落。檢修開倉及時(shí)發(fā)現(xiàn)，否則，當(dāng)開關(guān)跳閘后，因一級(jí)閥復(fù)位止子滾輪脫落導(dǎo)致電磁閥不能復(fù)位，造成整個(gè)集中供氣系統(tǒng)從此處漏氣，將引發(fā)運(yùn)行中的斷路器因空氣壓力低造成分閘閉鎖，不能正常跳閘。

（3）發(fā)現(xiàn)候鋼1#線紅相斷路器三級(jí)閥螺絲掉落。三級(jí)閥是開關(guān)跳閘門最后一級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥體封閉不嚴(yán)，將導(dǎo)致分閘速度達(dá)不到要求，如沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，螺絲再脫落，將導(dǎo)致空氣動(dòng)力從此處泄漏，造成開關(guān)拒分閘的重大事故發(fā)生。

5 結(jié)語

由于GIS具有占地小，運(yùn)行安全可靠，維護(hù)方便的特點(diǎn)。近年來太鋼新建十三總降、十總降、CCPP站、2×300M W發(fā)電機(jī)組等項(xiàng)目都采用了GIS組合電器。從GIS的安裝，調(diào)試、運(yùn)行中，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，也從太鋼九降壓等GIS的檢修中，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)了一些隱患，避免了重大事故的發(fā)生，為太鋼的安全生產(chǎn)提供了保障。