SF6设备抽真空常见误操作事故分析论文_张龙

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摘要:SF6开关设备的抽真空属于粗真空范畴;绝缘击穿电压和真空度的关系是处于图1的右侧;在133Pa左右时,击穿电压处于最低点。因此,在抽真空和真空保持期问所施加的电压,即使是低电压,也是极其危险的。

关键词:SF6设备;抽真空;误操作事故;

0引言

由于SF6开关设备的电气性能、可靠性、经济性、占地面积小等方面表现卓越,该种设备已逐步成为海南供电公司电网主要电气设备,特别是在35kV及110kV电压等级领域。但该设备在安装和检修时,存在与真空断路器很大差异,具有特殊性。下面对该种开关设备的抽真空的程序和技术要求,对抽真空误操作过程分析2部分做探讨、分析。

1 抽真空的程序与技术要求

1.1 抽真空的程序

《高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法》GB11023-1989和《气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程》DL/T603-1996对抽真空顺序和技术要求都有明确规定。后者规定:

(1)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;(2)停泵并与泵隔离,静观30min后才能读取真空度A;(3)再静观5h以上,读取真空度B,要求B-A≤67Pa(极限允许值133Pa)合格,否则,要先检测泄漏点;(4)抽真空要有专人负责,要防止误操作而引起的真空泵油倒灌事故。

1.2 对抽真空技术要求的探讨

图2表示200L容器内装入20mL的水,在常温下抽真空的试验装置。试验后,得容器内水分和真空度的关系如下:(1)在1333.2Pa左右时,水分沸腾;(2)在533.28Pa左右时,真空度平衡不变,水分慢慢减少;(3)在266.64Pa左右时,水分已除去。由此可知,如果抽真空至133.32Pa,容器内的水分完全能够除去。来

本试验若继续抽真空,真空度到达13.332~19.998Pa时处于饱和状态,该饱和点是到达133.32Pa压力后,再抽真空30min的开始点。图3为到达规定真空度所经过的时间。

由上所述,采用设备内部抽真空的方法,可除去残存的水分,但是从有机绝缘材料中析出的水分也用抽真空的方法除去的话,则必须进行较长时间的抽真空,这部分水分必须用吸附剂除去。

上述介绍可了解用抽真空去除水分的过程和试验结果;也可了解标准中所规定的133.32Pa和继续抽真空30min的作用。

2.对抽真空误操作过程分析

进行抽真空程序经常会遇到以下5种误操作,要注意防范。

2.1 抽真空和真空保持时应施加的电压

SF6开关设备的抽真空属于粗真空范畴;绝缘击穿电压和真空度的关系是处于图1的右侧;在133Pa左右时,击穿电压处于最低点。因此,在抽真空和真空保持期问所施加的电压,即使是低电压,也是极其危险的。现举下述典型事例供参考。

事例1:某工程126kV GIS抽真空到133Pa并处于真空保持期间,为了实现交叉作业缩短工期,对其做了回路电阻试验。虽然施加电压仅6V,但已构成放电条件,造成盆式绝缘子沿面闪络。

事例2:某工程550kV罐式SF6断路器(带合闸电阻)含水量超标,安装单位先用充高纯氮(气)、后用红外线灯烘烤的方法,都未能充分去除水分。以后,他们试图在罐体外侧缠绕线圈用涡流法加热,施加电压于合闸电阻上驱除水分,与此同时再通过抽真空去除水分。显然,该方案如果付诸实现必将带来严重后果。

综上所述,建议:(1)抽真空和保持真空期间切记勿施电压,即使是低电压。(2)对于扩建工程,如果新装产品处于高电压覆盖区,例如处于高压母线下方,抽真空作业时应谨防感应电压的伤害。建议将设备进、出线接线端子直接接地。

2.2 读取真空度时不停泵和不与泵隔离

标准规定应停泵和与泵隔离。但操作时,有时因图方便或不理解,出现不停泵和不与泵隔离的情况下读取真空度的现象。其后果往往是读取值为虚假值。

与泵隔离常用方法是关闭位于真空泵进气口侧的截止阀(图2中截止阀1)。目的是为了保证读取值能正确反映产品内部的绝对压力。反之,读取值极大可能是真空泵进气口的数值。该值通常都大于产品实际到达的真空度。

2.3 返油现象

返油是指真空泵处于抽真空运行期间,因失电而引起泵油倒灌进入产品的事故。当前,抽真空配用的泵大多是叶片泵或柱塞泵。将它与SF6气瓶等原件组合在一起成为“充气装置”。将它与压缩机、储气罐等元件组合在一起成为“充放气装置”。正规的“装置”都配有防返油装置。

防返油措施有多种,常见在真空泵进气口处(图2截止阀1左侧)装1个电磁阀。当失电时,电磁阀开启并与大气相通,使真空泵进气口与出气口压力迅速达到一致,可有效地防止返油。反之,正在运行的真空泵会因进气口和出气口的压力差,迫使泵油由高压区进入低压区,通过管道进入产品。

一旦出现返油应迅速处理,不应延误修复,因为返油会危及产品性能及安全运行。

因此,建议:(1)使用“充气装置”或“充放气装置”前应将电磁阀动作可靠性列入检查项目。(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。(3)对于已购但尚无防返油措施的“装置”应尽早改造;(4)应设专人负责。对设备保养、精通业务及监督“装置”运行都十分有益。

2.4 真空保持时间问题

上述2个标准规定的真空保持时间都是5h以上,即再静观5h以上读取真空度B值。这是为了让隐藏在绝缘件、铸件、金属件及金属焊缝等处的水分在真空状态下逐步汽化。通过B-A值判别产品内部元件装配前的干燥状态及能否进行下一程序。

对此,笔者认为5h应是下限。真空保持的时间应视产品而异(特别是GIS),国外一些制造厂规定值为24h,将24h作为上限也许是有利的。

2.5 真空检漏问题

GBll023-1989将真空检漏确定为2种定性检漏的方法之一。标准规定:试品抽真空到真空度113×10-6MPa,再维持真空泵运转30min后停泵,30min后读取真空度A值,5h后再读取真空度B值,如果B-A值小于133×10-6Pa,则认为密封性能良好。

在执行该标准时,往往认为:B-A值超过133×10-6MPa时,试品肯定密封不良、存在泄漏点。笔者认为不应绝对化,具体情况应具体分析。如果B-A值远大于133Pa,密封不良的可能性较大;如果差值较小,有可能是由于真空保持期间,隐藏在试品元件内部水分汽化所致。为了确认这一点,建议再重复进行1次上述标准规定的测试。如果B-A值降低至133Pa以下,则可排除密封不良的结论。

3.结束语

上述2.1~2.3属于误操作。如果能理解和执行标准,2.2与2.3的误操作是极易避免的。2.1是因为未能充分注意真空状态对SF6开关设备的影响。2.4与2.5是笔者提供的参考操作。它与标准并不相违,仅存在理解问题。如2.4中标准规定真空保持时间为5h以上,未提上限,笔者建议上限为24h;2.5中,标准规定B-A值小于133Pa,则认为密封良好,但并未作出明确的相反结论。笔者根据自身的经验,提出再进行1次测试的建议。2.4与2.5可作为参考意见,可在不违背标准的前提下斟酌采用。

参考文献:

[1]季严松,王承玉,杨韧.SF6气体分解产物检测技术及其在GIS设备故障诊断中的应用[J]. 高压电器,2011(2):100.

[2]周舟,陈绍艺,龚尚昆.SF6电气设备的监督与故障诊断[J].高压电器,2011(2):104.

[3]周多军,曾德志.ZF6-252型GIS设备的维护技术要点[J].高压电器,2009(3):138.

论文作者:张龙

论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期

论文发表时间:2018/4/13

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