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摘要：本文以某110kV变电站为例，分析该变电站出现的微水超标问题，对微水超标问题的处理方案以及具体步骤进行了详细的介绍，并针对处理过程中发现的实际问题进行探讨和经验总结，仅为相关工程作参考。
关键词：GIS；微水超标；处理方案
引言：
在高压电器设备中，SF6气体是优良的绝缘和灭弧介质，应用十分广泛。在较低温度下，设备内部气体含水量达到一定程度，就会形成使绝缘水平降低的凝露，进而导致沿面闪络电压的降低，甚至发生闪络。SF6在电弧作用下的分解反应会受水分影响而加速，导致多种具有强烈腐蚀性和毒性的杂质产生，影响SF6的电气性能，且会使工作人员的人身安全受到严重威胁。因此，做好SF6气体的微水控制工作，是设备安全运行的重要保障。
1.微水超标问题的发现
1.1设备基本情况
近年来，供电容量的需求不断增加，各地区变电站普遍增容，GIS的数量也相应增多。但由于GIS设备存在质量上的差异，还同时受质量监督管理、产品材料工艺、现场安装环境、施工人员检修技能水平差异的影响，在GIS设备运行一定年份后，相关问题就会逐渐暴露出来。其中，经运行后近年来的微水检测表明，该110KV变电站微水超标的问题很严重并亟待有效解决。
该110KV变电站GIS于1998年投运，设备型号：L-SEP.145，编号：795.796.791，生产日期：1998年1月，厂家：伊林电器公司，接线方式：单母线分段内桥接线，由150#、151#、152#断路器内外层气室以及4个进线气室、2个母线气室、2个PT气室组成，该设备各独立气室均未安装吸附装置。
1.2 设备GIS微水超标问题
在2006年10月17日—11月23日对110kV铁牛站GIS进行预试时分别发现：110kVⅠ段母线气室、110kV151#进线气室、Ⅰ#主变进线气室、110kV152#进线气室、II#主变进线气室、110kVII段母线气室微水已经严重超标。当即对严重超标的110kVⅠ段母线气室、110kV151#进线气室、Ⅰ#主变进线气室、110kV152#进线气室、II#主变进线气室、110kVII段母线气室进行了处理，处理后试验结果显示SF6微水已正常，从处理后复测数据来看，常规的处理方式已使微水合格。2007年复测时发现该GISSF6气体微水超标的气室增加，微水涨幅明显。随即进行处理，我们根据处理后复测的数据来看，常规的处理方式只能暂时解决问题，运行一段时间后微水就明显增长。2009年再次对该GIS微水进行测试，发现以前处理过的气室微水增幅较大，其数据已超过规程要求。2009年即采取措施处理，之后安排对部分气室微水带电跟踪，从测试数据来看，处理过的气室微水很快超过规程要求。该110KV变电站的GIS微水超标问题已成为一个需要大家共同探讨和努力去解决的问题。
2.微水超标问题出现的原因分析
GIS设备气室中SF6气体出现水分有很多原因，具体可分为以下6点：
（1）在设备安装时或开始运行后进行SF6再补充而携带的水分；
（2）设备检修时、充气时管道接头附着的水分；
（3）设备密封不严导致漏点的存在，给大气中水蒸气渗透进设备中而产生水分提供了条件；
（4）在设备组装前没有充分干燥设备内部绝缘材料及各零部件和设备外壳内壁等，使得设备运行一段时间后水分不断释放；
（5）设备内部水分没有被设备内部吸附剂有效吸收，或是设备内部吸附剂本身没有充分干燥，设备内部释放的水分无法被吸收；
（6）水分子经过金属原子间隙渗透进入GIS内部。
针对该110kV变电站，分析GIS设备内SF6气体的水分出现的原因可知，是该GIS存在设计缺陷（在安装时安装人员发现各气室未装分子筛，各气室未设安装分子筛的位置），由于相对于水分子来说，GIS内部便是一个真空环境，通过分子运动而进入GIS内部汇集，而该套设备内部微安装分子筛，水分无法被吸附而使SF6上升而达到某一点便不再上升，一直处于平衡状态。但是该平衡状态已经超过我国标准。
3.微水超标的处理方案
3.1针对该110KV变电站的微水超标问题，从2006年初测发现时即采取了有效措施进行处理，简要处理方案如下：
（1）用SF6气体回收装置分别回收各气室SF6气体；
（2）用高纯氮清洗气室2次；
（3）重复进行各气室抽真空，充注合格氮气，24小时后检验氮气的微水；
（4）氮气的微水合格后，将氮气回收，抽真空；
（5）充注合格SF6气体；
（6）检验SF6气体。
3.2 2007年SF6微水复测不合格后的处理方案
在探讨了微水超标的具体原因的基础上，根据相应原因给出了解决方案：
（1）缩短GIS预试周期，将原3年一次的预试周期缩短为1年一次的预试周期，如果发现灭弧室气室的SF6气体微水大于150 ppm或非灭弧室气室的SF6气体微水大于1500 ppm时（在2006年11月发现110kVII段母线气室SF6气体微水达到1760ppm，运行无异常），将对所有SF6气体超标（灭弧室气室的SF6气体微水大于150 ppm、非灭弧室气室的SF6气体微水大于500 ppm）的气室进行处理。
（2）该套GIS的各气室均无专用充气接口（每次试验、充气时均需拆除相应气室的SF6密度继电器），在处理SF6气体微水超标的气室时，在该气室的SF6密度继电器处加装三通阀，以便以后的试验和充气。
3.3 2009年SF6微水测试超标处理方案
于2009年3、4月份，仍采取常规处理SF6气室微水超标方法再次处理超标气室，并恢复正常，且在处理中加装了三通阀。本次大修、停电方案如下：
3.3.1大修方案
按要求，本次大修仍采取常规处理SF6气室微水超标方法进行。处理方法：
（1）用SF6气体回收装置回收停电范围内进线气室、主变进线气室、母线气室SF6气体至0Mpa。
（2）使用氮气进行干燥冲洗气室2次。（氮气压力：充 N2（高纯氮）0.2Mpa静止2小时以上）
（3）抽真空，充注合格氮气，24小时以后检验氮气的微水。（高纯氮压力不超过0.2Mpa）
（4）氮气的微水合格后，将氮气回收，抽真空（达到133Pa后连续抽真空时间不低于2小时）。
（5）充注合格SF6气体（压力应略高于额定压力）。
（6）24小时候后检验SF6气体微水含量。
注：每个气室应详细记录回收气体、抽真空、充气、试验的时间及环境温度和湿度。
3.3.2停电方案
分I、II段设备2次停电进行处理，停电时间第一次约6-8天（包括母联开关），第二次约5-7天。第一天，回收SF6气体，充高纯氮清洗；第二天，抽真空，充高纯氮；第三天，检验高纯氮微水，抽真空，充SF6气体；第四天，检验SF6气体微水；其它气室依次推后一天进行；充入SF6气体后24小时进行微水试验、检漏。
3.3.3微水复测
投运后I段选去I段母线气室进行每月复测微水值，观察微水变化情况收集一手资料（II段选取152外层气室）；其它气室投运后半年进行一次全面微水复测。
将数据上报，对大修过程和试验数据进行了全面分析，并形成如下结论：
（1）该设备各气室中没有安装吸附装置，运行中微水必然存在逐渐增涨趋势。
（2）常规的处理方法只能将气室中SF6气体中的微水含量降至合格范围，但无法将气室中其他绝缘材料中含有的水分完全清除。
（3）一旦设备投入运行绝缘材料中的水分将再次析出造成SF6气体微水增涨。
（4）目前没有一种行之有效的解决方法，常规的处理手段只能治标不能治本。
因为没有有效方法，所以2009年3、4月份按局生技部要求，仍采取常规处理SF6气室微水超标方法再次处理超标气室，并恢复正常，且在处理中加装了三通阀。
结语
之后安排对部分气室微水带电跟踪，从测试数据来看，处理过的气室微水很快超过规程要求，由于该变电站担负着城区主要供电任务，微水超标对该站安全稳定的供电构成了巨大的安全隐患，迫切需要有效的方法解决该设备微水超标问题。在这期间，通过与中试所专家沟通，也提出过用加热氮气循环和外加热的方法来解决微水的问题，但考虑到设备密封胶垫的热承受能不能确定，未能实施。该设备生产厂家奥地利伊林公司，2005年被西门子公司收购，伊林公司品牌和生产线不再保留，因此目前无法联系生产商有效处理。2009年处理后到发现再次超标时间来看，不到一年，如用常规处理方式再次处理，必然对该重要区域供电带来极大压力，因此寻找有效的方法需要大家共同探讨。
参考文献：
[1]张鹏，楼文耀，乔木.110kV GIS微水处理的探讨[J].电工技术，2007（03）
[2]张涛，丁旭峰，余勇，王伟.110kV变电站GIS设备气室微水超标的处理[J].农村电工，2013（11）
[3]袁镜江.110kV八达站GIS设备SF_6气体微水超标原因分析及其临时处理方法[J].电气开关，2014（02）
论文作者:胡高阳
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：气体论文; 设备论文; 氮气论文; 变电站论文; 母线论文; 复测论文; 水分论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;