換流站閥廳穿墻套管六氟化硫氣體濕度超標(biāo)原因分析

李臻，龔尚昆，周舟，徐松

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

換流站閥廳穿墻套管六氟化硫氣體濕度超標(biāo)原因分析

李臻，龔尚昆，周舟，徐松

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

換流站閥廳穿墻套管SF6氣體濕度超標(biāo)會(huì)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。本文結(jié)合某換流站閥廳穿墻套管濕度超標(biāo)案例，分析了濕度超標(biāo)的原因，及現(xiàn)場(chǎng)處理的注意事項(xiàng)和技術(shù)要求，并對(duì)于分析處理過(guò)程進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，指出現(xiàn)場(chǎng)處理的著重點(diǎn)。

閥廳；穿墻套管；六氟化硫；SF6；濕度

穿墻套管作為換流站特有的設(shè)備，因其承擔(dān)聯(lián)系閥廳內(nèi)換流閥和戶外設(shè)備的作用而倍受重視〔1〕。穿墻套管外部采用帶硅橡膠裙部的合成外殼，內(nèi)部使用無(wú)油樹(shù)脂浸紙冷凝芯，用六氟化硫 (SF6)氣體作為芯與外殼內(nèi)表面之間的絕緣〔2〕。SF6氣體具有出色的絕緣性能與滅弧性能。然而，若SF6氣體濕度含量超出一定的標(biāo)準(zhǔn)，穿墻套管的安全運(yùn)行會(huì)受到威脅。SF6氣體的電弧分解物在水分作用下會(huì)產(chǎn)生多種有毒化合物和酸性氣體，如氟化亞硫酰(SOF2)和氫氟酸 (HF)等，從而腐蝕穿墻套管內(nèi)部材料；當(dāng)穿墻套管中的水分發(fā)生凝露時(shí)，絕緣材料沿面的絕緣強(qiáng)度將會(huì)大大降低，威脅設(shè)備的安全運(yùn)行〔3〕。

1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況

某±500 kV換流站閥廳穿墻套管于2003年5月投運(yùn)，由ABB公司生產(chǎn)。2016年4月1日對(duì)該換流站閥廳穿墻套管進(jìn)行SF6氣體濕度檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△ A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管SF6氣體濕度超出廠家推薦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值900μL/L。檢測(cè)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 閥廳穿墻套管SF6氣體濕度 μL/L

從表1可知，極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極Ⅰ Y/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管SF6氣體濕度逐年增加，且2016年4月的檢測(cè)數(shù)據(jù)已超出廠家推薦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值900μL/L?？膳卸ㄔO(shè)備氣室內(nèi)部濕度超標(biāo)，氣室內(nèi)部已受潮，須盡快處理，防止缺陷繼續(xù)發(fā)展，造成設(shè)備損壞。

2 原因分析

SF6電氣設(shè)備中水分的來(lái)源主要包括:新氣中的殘留水分；充氣過(guò)程中帶入的水分；密封不良導(dǎo)致水分滲入；設(shè)備零配件及絕緣材料吸附的水分〔4〕。本文所述案例中，閥廳穿墻套管SF6設(shè)備密度繼電器壓力示值正常，且無(wú)明顯壓力下降情況，未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。同時(shí)，閥廳穿墻套管并未進(jìn)行補(bǔ)氣或換氣試驗(yàn)，可排除外界水分進(jìn)入套管內(nèi)部的可能性。因此，可認(rèn)定閥廳穿墻套管氣室在裝備過(guò)程中真空干燥處理不徹底，設(shè)備零配件及絕緣材料吸附的水分逐漸擴(kuò)散至SF6氣體內(nèi)部，導(dǎo)致氣體濕度逐年增加，最終超出標(biāo)準(zhǔn)值。

3 現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)程

本文所述案例中設(shè)備未發(fā)現(xiàn)其他異常 (包括分解產(chǎn)物、純度等)，故只需結(jié)合檢修將閥廳穿墻套管進(jìn)行抽真空處理，后充入干燥的SF6氣體。

1)檢修前對(duì)設(shè)備外觀所有的部件、瓷件及絕緣件進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；

2)啟動(dòng)SF6氣體回收裝置對(duì)極Ⅰ Y/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極Ⅰ Y/Y C相a套管進(jìn)行抽真空處理，待真空度達(dá)到133 Pa以下后繼續(xù)抽真空8 h。維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)不小于30 min，停止運(yùn)行真空泵30 min后，讀取真空度為A，間隔1 h后讀取真空度為B，BA≤133 Pa，表明氣室內(nèi)外密封良好；

3)停機(jī)保持12 h后，檢查真空度無(wú)明顯變化；

4)充入檢驗(yàn)合格的SF6氣體 (濕度為30μL/L，純度為99.9%)至0.28 MPa，并用SF6濕度檢測(cè)儀檢測(cè)濕度 (見(jiàn)表2)；

5)充入SF6氣體24 h及48 h后，分別用SF6濕度檢測(cè)儀檢測(cè)濕度 (見(jiàn)表2)；

6)使用SF6氣體檢漏儀對(duì)極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極ⅠY/Y C相a套管進(jìn)行檢漏，未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。

處理后，極ⅠY/△A相a套管、極ⅠY/△A相b套管、極ⅠY/Y B相a套管、極ⅠY/Y C相a套管濕度數(shù)值合格且穩(wěn)定，滿足處理要求。

表2 閥廳穿墻套管處理前后SF6氣體濕度

值得注意的是，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)處理方法中，需在抽真空后充入高純氮?dú)?，并保?4 h后抽真空〔4〕，此步驟期望將設(shè)備零配件及絕緣材料吸附的水分進(jìn)行進(jìn)一步干燥處理，將增加大量的工作時(shí)間。而在實(shí)際的檢修換氣過(guò)程中，此種處理效果較為有限。2015年，該換流站曾對(duì)極ⅠY/△B相b套管、極ⅠY/△C相a套管、極Ⅰ Y/△C相b套管、極ⅠY/Y B相b套管及極ⅠY/Y C相b套管進(jìn)行換氣處理，其中極ⅠY/△B相b套管、極ⅠY/△C相a套管、極ⅠY/△C相b套管處理過(guò)程中充入氮?dú)?，而極ⅠY/Y B相b套管及極Ⅰ Y/Y C相b套管則未充入氮?dú)?，處理結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 2015年處理的閥廳穿墻套管SF6氣體濕度

可以看出，在處理完成運(yùn)行1年后，每個(gè)套管的SF6氣體濕度含量均出現(xiàn)一定上升，且處理過(guò)程中是否充入氮?dú)鈱?duì)處理過(guò)程無(wú)明顯影響。結(jié)果表明，對(duì)于SF6氣體濕度超標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)處理，其著重點(diǎn)為抽真空過(guò)程。因此在2016年的處理過(guò)程中，因檢修工期緊張，未采用充氮處理。

4 處理注意事項(xiàng)

1)每次檢測(cè)或充氣前，均需使用合格氣體吹掃管路；2)檢修工作應(yīng)在空氣濕度小于 80%、無(wú)風(fēng)沙、無(wú)雨水的條件下進(jìn)行，且應(yīng)采取相應(yīng)防塵、防潮措施；

3)檢修產(chǎn)生的SF6廢氣應(yīng)采用回收措施，以防止產(chǎn)生環(huán)境污染。

5 結(jié)束語(yǔ)

閥廳穿墻套管SF6氣體濕度超標(biāo)會(huì)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。若閥廳穿墻套管現(xiàn)場(chǎng)組裝及安裝過(guò)程中干燥處理效果不佳，則其內(nèi)部濕度會(huì)逐漸增加以至于超標(biāo)。而通過(guò)日常處理工作并不能徹底清除設(shè)備內(nèi)部水分，因此需通過(guò)加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后結(jié)合實(shí)際進(jìn)行綜合分析及處理，并采取相應(yīng)處理，防止事故發(fā)生，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

〔1〕陳力，夏杰.奉賢換流站直流800 kV穿墻套管的安裝工藝〔J〕.電力建設(shè)，2010(11):50-53.

〔2〕謝超，何平.800 kV特高壓直流穿墻套管故障分析 〔J〕.中國(guó)電力，2015(7):27-30.

〔3〕李剛，朱革蘭.SF6電器設(shè)備中水分控制及濕度超標(biāo)處理 〔J〕.高壓電器，2006，42(2):139-141.

〔4〕汪小平，李眾.GIS設(shè)備SF6氣體濕度超標(biāo)的原因分析及處理〔J〕.湖南電力，2013，33(5):52-53.

Analysis of Excessive Humidity in SF6Bushing of Valve Hall in Converter Station

LI Zhen，GONG Shangkun，ZHOU Zhou，XU Song
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

There will be protential safety risks caused by the excessive humidity in SF6bushing of valve hall in converter station.This paper introduces a case of excessive humidity in SF6bushing of valve hall in converter station.The reasons of excessive humidity are analyzed，technical requirements and notes are also introduced.By studying the data of SF6treatment，the focal point is pointed out in this paper.

valve hall；bushing；sulfur hexafluoride；SF6；humidity

TM46

:B

:1008-0198(2017)02-0064-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.02.015

2016-08-03

李臻(1989)，安徽蒙城人，工程師，理學(xué)博士，主要從事油分析、GIS帶電檢測(cè)及六氟化硫分解產(chǎn)物研究。