运行中GIS内六氟化硫气体泄漏的应急处理
奎文变电站结构及设备简介:室内配电、220KV高压室(楼上):平顶山高压开关厂GIS、110KV高压室设备(楼下中):Xi安高压电器研究院有限公司产品、10KV高压室(楼下南):五洲ABB产品、1主变及通风机房(楼下中)。
2009年春检内容总结:110KV GIS内气体压力下降，设备低电压报警，表示全年气体泄漏率不达标；110KV GIS、220KV GIS气室微水超标；1主变漏油。维修报告由潍坊供电公司提供。检修任务由潍坊输变电工程公司(不含工程保修期，属于消缺范畴)、厂家、潍坊电业局检验场承担。
(1)全封闭SF6组合绝缘器内部气室气体压力下降的故障分析及预防措施
1.问题:这个问题都出现在高希生产的全封闭SF6组合绝缘装置上，包括多个出线间隔和PT间隔。主要集中在设备上的进线气室和隔离开关气室。
2.故障检测手段:奎文站设备气体密度标准为断路器气室0.52MPa，其他无灭弧功能气室0.42MPa。当气室中的气体压力下降时，一方面设备上的气体压力表会出现不合理的下降，即年气体泄漏率超过国家标准(检测可靠性低，主要是测量误差大，受环境温度变化影响大)。另一方面，设备可以通过继电保护装置(气体密度继电器)发出遥测、遥信等保护信号，通过后台机可以及时监测气体密度。当仪器等机械强度较弱的设备部件损坏，导致大量SF6气体泄漏时，安装在高压舱内的气体报警装置会动作发出报警信号。
3.GIS气体压力异常的可能后果:
(1)SF6气体作为绝缘强度高的绝缘介质，是设备绝缘的主要成分。当气体压力下降时，设备的绝缘强度会降低。GIS承受过电压的能力降低。当气体压力下降超过一定阈值时，GIS甚至不能保证工频电压的绝缘强度(因为有自动保护装置，除非极端情况下不会出现这种情况)，设备内部导体会对设备外壳放电，造成对地短路故障。如果继电保护装置不及时动作切除故障部分，故障可能发展为相间故障，引起系统内部振动和巨大的电动势破坏电气设备。
(2)SF6气体不仅是设备绝缘的重要组成部分，也是GIS断路器气室中的主要灭弧介质。当断路器气室中的气体压力下降时，其灭弧能力就会下降，而如果断路器气室中的气体压力下降超过一定阈值，气体的灭弧能力就会严重下降。此时继电保护装置会阻断断路器的分合闸功能，导致合闸回路能力消失。如果保护装置没有闭锁断路器的分合闸功能而此时发生断路器的分合闸操作，由于电弧不能在有效的时间和空间内被切断，如果电弧触及设备外壳，就会造成相应的电气设备故障。
4.理论分析:(1)高压下SF6气体分析:根据帕邢定律曲线，在高压条件下，气体密度增大，电子平均自由程缩短，电子在两次相邻碰撞之间积累足够能量的概率降低，即电离难度增大，放电电压增大。(2)SF6作为绝缘介质的原因分析:SF6电负性强，容易吸收活性强的电子形成稳定的负分子，削弱气体的带电过程，提高放电电压；化学性质稳定，电绝缘强度高；SF6气体具有优异的灭弧性能，其灭弧能力是空气的100倍。
5.基本处理方法:由于采用的策略仍然是预防性维护。所以方法比较传统，就是找出GIS外壳的泄漏点，然后进行修复。在维修过程中，采用传统的捆绑方法来确定组合电器漏风室的漏风面积。确定区域后，用SF6检漏仪探头对发生漏气的区域进行扫描，找出漏气点(在基本确认漏气点位置的一般情况下，可采用涂抹肥皂泡的方法进一步确认)。泄漏点主要分布在气室连接处，用绿带标注时容易泄漏(两相通风室连接处)。这一点物理上很好理解。这里，金属结合面在安装时由密封圈和密封胶密封。如果密封圈质量不好或密封胶涂抹不均匀，紧固螺钉上的扭矩不均匀，都可能导致泄漏点的产生和发展。另一个容易发现泄漏的地方是仪器的接口和自封阀管体的连接处。这是机械结构造成的。此外，在维修过程中，发现一个空气室的电缆终端有泄漏，另一个空气室的壁上有泄漏。发现泄漏点后，通过重新紧固和更换密封圈可以消除接口处的泄漏点。电缆终端漏电点为110KV高压电缆，要求厂家重新制作电缆终端；对于筒壁上的泄漏点，找专门的厂家进行焊接修复泄漏点(焊接由专人完成，防止g is筒壁内部因高温发生合理变化，导致杂质在筒内分解，严重破坏气室内部的绝缘环境)。
6.对GIS空气泄漏故障监测方法和预防措施的理解和看法。
利用气体密度继电器向继电保护设备传输气体密度信号，可以看作是一种监测方法。但这种监测方法有一定的局限性，主要是气体的密度和活度受温度或振动的影响。尤其是断路器的气室，动作机构在分合闸和脱扣瞬间会引起断路器的大振动；温度不同时，气体的活度和膨胀系数也不同。指出气体密度继电器的安装位置对测量精度有一定影响。我认为，对于气体泄漏的监测，应着重考虑以下几点:
(1)考虑外部振动或分离对测量误差的影响以及修正这种干扰的方法。最基本的就是多台断路器使用时，对比非操作断路器的相关参数。
(2)考虑不同温度下气体密度和压力的变化，考虑断路器内部不同位置气体的温度分布；当季节和天气变化时，考虑气体密度分布。
(3)结合其他信号判断漏气:如将通过导体的电流(电阻发热)作为考虑因素；内部局部放电时局部放电信号和气体浓度信号的合成。当然，这些取决于信号处理及其智能分析过程。
(4)同时检测和监测的方法:目前有一种激光摄像SF6气体泄漏检测仪，据说灵敏度很高。从经济角度看，可以作为在线监测的补充。此外，气室的薄弱点也具有一定的特征，为这种检测方法提供了一种快速处理方法。
(5)我认为最重要的应该是对气体快速泄漏可能导致严重故障的情况进行诊断。这种诊断必须快速准确。比如气体快速泄漏，导体已经放电(温度变化)，设备没有配置高灵敏度速动保护(如纵联差动保护)。
关于此类故障的预防，我认为应重点关注以下两个方面:
(1)提高电力系统设备加工精度，改善GIS设备所用材料。例如使用超低温进行电气组装。
(2)提高电气施工操作人员的操作水平，严格按照完善的规程操作。
(2)全封闭SF6组合绝缘器内部气室气体微水超标故障分析及预防措施。
1.问题:这个问题在高希生产的110KV GIS中比较严重，平顶山高压开关厂也有间隔PT气室微水超标。
2.故障监测手段:微水的标准在不同类型的气室中有不同的规定，你可以参考相关规定。该站由检修现场测试，通过微水测试仪获取气室微水情况。从继电保护遥信的配置来看，没有微水遥信信号。因此，在本次检修和该站正常运行中，采用离线监测方法对微水进行监测。(注:根据规定，新注入气体的微水检测应在充气完成后24小时进行)
3.微水超标的危害:正常情况下，SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，但当大气中的水分侵入气室内部或从气室壁内介质中逸出时，SF6气体中的水分就会增加。随之而来的后果是气体的电气强度显著降低。特别是在断路器中有电弧的空气室中，SF6气体在电弧和湿气的共同作用下会产生物理化学反应，最终产生氢氟酸、硫酸等剧毒化学品，腐蚀断路器的绝缘材料或金属材料，使绝缘劣化。此外，微水严重超标时，甚至会造成导体向筒壁放电，筒壁内表面闪络。不及时处理，最终会导致电气事故。
4.理论分析。
从绝缘设计的角度，我们希望主设备的绝缘尽可能均匀。对于SF6气体，其优异的绝缘性能只有在均匀的电场中才能充分实现。当气体含有水分时，被电弧和局部放电激发，SF6热分解产生硫和氟。这些杂质与水分裂解产生的氧气和氢气反应，生成氢氟酸、硫酸和金属氟化物。这些杂质会腐蚀内筒壁，破坏电场的均匀性，破坏绝缘。因此，GIS对水分和杂质的控制有严格的要求。
个人理解:分析含有水分的SF6可以借鉴液体电介质的击穿理论，比如“小桥理论”分析。内部湿气导致的杂质会在原本几乎均匀的绝缘结构中构筑绝缘的不均匀区域，看起来像是导致绝缘水平降低的“小桥”，而这个“小桥”区域就是“木桶短板”中的短板。
5.微水超标原因分析:
(1)SF6燃气产品质量不合格。即注入设备的新气不合格，主要是制气厂对新气检测不严，运输储存环境不合格，储存时间过长造成的。
(2)断路器充SF6气体时，带入了水分，主要是工作人员不按规程和检修操作要求操作造成的。
(3)保温带来的湿气。制造商未能在组装前干燥绝缘材料或未能干燥绝缘材料。在维护期间，绝缘暴露在空气中并变湿。
(4)通过密封接缝渗入水分。外部的水压高于气室内部的水压。湿气从管壁的接缝处渗透出来。
(5)水渗入渗漏点。铝铸件的进气口、管接头、法兰、砂眼等泄漏点是水渗入断路器的通道，空气中的水蒸气逐渐渗入设备。
(6)电气安装过程未按照规程规定的温度和湿度进行。
(7)气体吸湿剂受湿气影响。这样一般影响较小，因为完好的吸附剂是真空包装的，当发现真空包装异常时，这种吸附剂就不会使用了。
6.微水超标的基本方法:直接将微水超标的气室中的气体排放到大气中(按规定应由SF6回收装置回收，但因回收净化成本高，仅限于非法操作)；置换吸附
剂(新的完好的吸附剂真空包装，更换前最好在烘箱中加热)；用真空泵抽真空，直到气室负压达到规定的标准(因为真空度是用麦克斯韦真空计测的，不准确，真空泵上真空计的指示数字不可靠。所以真空度大于规程规定的余量。另外，用麦克斯韦真空计测量真空度时，应规范操作，防止真空计中的水银通过自封阀进入筒内，造成绝缘事故)；通过注入干燥氮气进一步干燥气室；然后抽真空直至达标；注入新SF6燃气(注气时注意燃气品牌，尽量不要将不同厂家的燃气混用，尽量不要将新燃气与旧燃气混用)。
7.对GIS微水超标故障监测方法及预防措施的认识和看法。
限于自己的认识和实践，对GIS微水超标的监测方法知之甚少。在我看来，GIS微水在线监测只是参考了类似于变压器油水分或氢冷发电机氢气湿度的检测方法。微水检测，通常的离线检测手段就是使用露点仪。监测可以通过在仪器中安装露点传感器，也就是湿度传感器，安装到设备中来实现，但也有可行性和经济性的考虑。这些也取决于更新的传感器技术的发展和通信技术的进步。
关于此类故障的预防，我认为应重点关注以下两点:
(1)提高电气产品及相关产品的生产质量和技术，比如在GIS中采用自封充气阀就是很好的例子。
(2)提高电力施工人员的操作水平至关重要。
(3)提高电网自动化水平，重点发展电气设备在线监测技术。
结论:从这次春检的过程来看，电力系统的建设和运行必须注意以下几点:1。合理选择电器产品。在此次检修和运行中，高希院的产品质量相对于四大高压开关厂(沈凯和凯西)的产品质量。产品质量差；2.提高电力系统运行人员素质水平，严格管理。很多故障都是由于施工或运行过程中操作人员的违规操作造成的；3.研究电力系统运行过程中的故障检测技术，提高电力系统运行的自动化水平。