SF6气体渗漏问题检测与处理

王志彬阎历张曦文武鹏

摘要：本文就我公司现有的GIS设备出现的SF6气体渗漏问题进行分析，在不影响正常运行的前提下，有针对性的提出了快速处理方案，来保证GIS设备能够持续安全的运行。

关键词：渗漏；原因；危害性；检测；方法

1.GIS设备SF6气体渗漏的分析

由于当代冶金技术的进步，GIS设备外壳由钢制材质更换为高致密性、高强度、气密性好、产生涡流小的铸造铝合金材质，而且这种材质还更易于加工造型，使GIS设备外形更加合理，并可结合产品的设计，整体结构更加紧凑精小。但由于产品受加工技术、材质的选用、检测手段等制约，有部分GIS设备投入运行一阶段后，仍会出现SF6气体泄漏问题，我们着手SF6气体渗漏的不同位置，逐一分析判断。

1.1管道连接口的渗漏：制造厂制造精度低，接口有沙眼或不平直、密封胶垫质量低劣；设备安装工艺低，造成密封接口涂胶不均匀；施工条件差，安装时，外界风沙或尘土多，造成密封接口有脏物；由于材质老化，设备在运行中产生振动，使密封接口松动，如开关的分合闸等，这些因素，都能造成SF6气体渗漏。

1.2连接件焊口的渗漏：由于生产时有假焊，留有细微沙眼，在检测时，检测设备不良及检测方法不当，造成焊口SF6气体的渗漏。

1.3连接管、仪表及阀体的渗漏：这些部位的渗漏，主要问题，是因为连接管的沙眼或折弯处的损伤；仪表本身质量问题及密封阀口不洁；阀体的连接阀口或密封口疲劳。这些因素，都会造成SF6气体的渗漏。

1.4铸铝合金外壳体的渗漏：GIS设备是密封在相对独立的铸铝合金模块内。由于铸铝合金外壳体的生产厂商技术工艺的不良，造成壳体材质密度不均、壳体薄厚不均，这些问题会造成局部产生沙眼的暗疾，虽可通过出厂探伤的检测，但在设备充气运行一段时间后，由于壳体内部压力的作用，外部气温变化后，不同金属材料膨胀系数不等，使壳体受力，局部会出现肉眼无法观测细微的变化，就会产生沙眼；由于铸铝合金的表面会有凸凹不平的现象，GIS设备出厂时，为使产品更加美观，壳体外部都会用腻子进行处理，腻子外面还会喷涂油漆，在壳体不承受压力的时候，腻子与油漆固化在壳体表面，如果壳体存在隐性沙眼，此时出厂探伤检测不到位，设备安装运行后，设备受外界自然条件的作用，这种隐性沙眼会逐渐暴露，造成SF6气体的渗漏。

2.SF6气体漏气的危害性

2.1对自然环境及人身的危害：SF6气体漏气造成设备内的气体压力下降，为了保证设备的正常运行，需定期进行补充SF6气体工作，在增加了工作量同时将外界水分带入设备内，造成设备内微水值上升。微水严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质。当水分较高时，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。2.2对电网的危害SF6气体的绝缘性能远远超过传统的油、空气绝缘介质。SF6的优良导热性能，是形成SF6灭弧性能的原因之一。虽然SF6气体具有如此的优势，但它正如压缩空气一样，要在密闭设备内部，要达到一定的密度，也就是有一定的压力，才能确保这些优势的发挥。在设备SF6气体的渗漏达到临界值的情况下，系统发生过电压，SF6气体没有足够的绝缘与灭弧能力，在强电场的作用下，出现弧光短路，将绝缘击穿放电，造成不可逆的设备事故。

3.SF6气体中水分的由来

SF6气体本身的水分；产品零部件（尤其是绝缘件）中吸咐的水分；产品安装时从大气中带入的水分；充气时，充放气通过回收装置，管道及其它进入水分；设备运行中产生由于密封不良，通过密封圈向设备内渗入水分。

4.SF6气体渗漏的检测

SF6气体发生渗漏主要是通过装置的低气压报警取得信息，但此时也不乏出现装置失灵及接点不良的情况，这时，就需要运行巡视过程中，严格监视各隔室的气压表计，在不同时间内，表计若有下降趋势，就应该警惕，有气体渗漏的发生。若隔室发出补充气报警后，又在30min内出现紧急隔离报警，或明显听到气体泄漏声音，说明隔室发生严重漏气，应及时补气或采取紧急措施进行隔离。大多数的情况下，SF6设备都是发生轻微渗漏的。因此，在进行补充气后应立即开展查漏工作。查漏过程要注意如下几点：

4.1查漏工作要确保人身安全，保持安全距离，加强监护，有必要应穿防护服。特殊位置的检测要把设备停电后再进行查漏工作。

4.2没有检漏仪时，可用发泡液（如肥皂、洗洁精）进行查漏，严禁用含有腐蚀性的发泡液。在怀疑渗漏位置，刷涂发泡液，观察起泡的确切位置，以便准确处理。发泡方法灵敏度不高，大体上只能发现0.1ml/min以上程度的漏气量。此方法适合容器的表面，对底部渗漏的不易操作。

4.3在空旷的环境中或极微量漏气时，可采用收集法，即用密封袋把怀疑部分包扎起来，待一定时间后再使用检漏仪测量袋内SF6气体的浓度。此方法，适合于法兰接口或阀口等位置的检测。

4.4使用检漏仪，可以准确的查找到渗漏点。如先进的检漏装置，可以达到定量检测，更便于确定处理方案。

5.SF6气体的补充

当SF6设备发生气体泄漏时，应立即进行补充气，一般情况下，补充气不需SF6设备停电，补充气过程要注意如下几点：

5.1充入的气体首先要经检验合格，充气小车管道最好抽真空，条件不允许的情况下，也要用合格的SF6气体低压冲洗管道2～3次。

5.2环境湿度高低对补气影响不大，但最好回避雨雾天气条件充气。操作过程要注意充气接口的清洁。湿度高的情况下可用电热吹风对接口处进行干燥。

5.3充气前，连接管路应带有一定的低气压进行接口，这样能有效防止不洁空气进入设备，连接后，应该调节充气压力与设备内SF6气体的压力基本一致，再行开阀充气，充气压差应小于100kPa为佳，即使此时隔室气压较低，也不可补气速度过快，如果过快，会出现气体由液态变气态吸收热量，而使减压阀与管路结霜受损。禁止不经减压阀而直接用高压充气。

5.4充入设备内的气体压力应稍高于规定压力，以补充今后气体湿度测量所消耗的气体量。补充气的重量也要做好记录，方便统计分析。

6.GIS设备管道壁SF6气体渗漏的快速处理

6.1GIS设备管道壁SF6气体渗漏快速处理的产生：最彻底解决GIS设备管道壁SF6气体渗漏的方法是更换合格的管道，而这种处理方式，因设备漏气的部分管道，有可能处于设备组合的中间部分，就需要使GIS设备大部分停电，这种方法工时长，影响系统的供电可靠性，供电设备处于停电状态，减少了售电量，也会有因某种原因，无法及时或短时期内，对有缺陷的设备停电处理，就促使我们选用其他的可靠方法，消除设备的缺陷，由此而出现了快速处理方法。

6.2GIS设备管道壁SF6气体渗漏快速处理：根据管道壁不同位置的渗漏位置及状态，应有不同的应对措施：①对于管道焊接处的渗漏，因这样的位置通过焊接后材料较厚，我们可以使用样冲，对渗漏点锤击铆冲，样冲可以选择不同样式，如钝尖样冲、平尖样冲、凹尖样冲，按照渗漏点的状态选择；②圆柱形管道壁的渗漏，主要是生产过程中的不当，使局部材质质地不均匀，造成管道壁留有隐性沙眼，而且局部区域管道壁薄厚也不均匀，这样的位置如使用样冲处理，容易使漏气点扩大，也容易使质地不好的局部管道壁出现裂纹，使故障性质升级，因此，改变处理方法，设计一种可贴附管道壁外侧的大小适当的罐形容器，容器由环形抱箍与管道壁连接，容器与管道壁间靠胶垫缓冲及密封，这种器具主要是增大管道壁的受力面积，使容器安装时，不因为紧固容器，而使管道壁变形，使用容器的原因，依靠容器的空间，使渗漏出的气体有个弹性的缓冲，有利于气体的密封，如果渗漏的气体比较快，直接安装容器会使密封胶垫被气体吹开，此时可以在容器的顶端开小孔，先安装容器，之后再密封顶端小孔。

7.结束语

使用该方法，可以在有限的时间内，对气体渗出点，进行快速的封堵，不影响设备的运行，降低了作业风险。

参考文献：

[1]张仲大、靖小平；GIS外壳感应电压的现场测量[J]；高电压技术；1994年01期

[2]仲伟涛、张健、申强；高压SF6封闭组合电器（GIS）的发展及故障诊断[J]；黑龙江电力；2003年06期

[3]林立生；运行与检修问答《高压电器》1999年03期

作者简介：

王志彬（1963.4-），男，辽宁葫芦岛人，单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：电气工程。

阎历（1975.1-），女，辽宁沈阳人，毕业于辽宁工业大学化学工程专业，单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：电气工程。

张曦文（1992.6-），女，辽宁兴城人，毕业于英国曼彻斯特大学电力系统工程专业工学硕士，单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：电气工程。

武鹏（1986.4-），男，辽宁兴城人，毕业于东北电力大学电气工程专业工学硕士，单位：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：电气工程。