1 問題的提出
包頭第一熱電廠2000-06,開始對廠內原有的4條110kV線路開關l11l、1112、1113、1114進行改造,新設備為沈陽高壓開關廠生產的LW6—110H/3150—31.5型SF6開關,此開關由3個單柱分別裝在1個公用支架上,配有1個液壓操作柜實現三級液壓聯動。
SF6氣體雖是一種十分穩定的無毒氣體,但在開關工作過程中SF6經電弧作用而形成SF4,它與水、氧反應產生含毒〔或腐蝕)物質。因此SF6設備在制造、安裝、檢修中的水分、氧氣控制必須嚴格注意。而且在SF6開關的各項檢測指標中,開關滅弧室內SF6氣體水分含量的大小直接影響著SF6開關的安全穩定運行。開關內部水分含量較大時,不僅降低了開關的絕緣性能,其滅弧性能也要下降。因此開關內部微水含量是重要的檢測指標。在更換1113開關時,發現該開關的B、C相滅弧室內預充SF6氣體壓力為0MPa(出廠前應預充0.03MPa合格的SF6氣體)。于是對三相抽真空3h后,充入25μg/L的高純氮氣進行微水檢測,測試結果見表1。
從表1可以看出開關三相內部氣體微水含量均已超標,說明此開關已經受潮。
2 原因分析
根據開關安裝前發現的問題及安裝后測試的結果,該廠及沈陽高壓開關廠技術人員共同對問題進行了分析。考慮有以下幾種可能:
(1) 根據開關安裝前B、C相預充壓力為0MPa的現象分析,認為開關本體存在泄漏點,導致開關內部氣體泄漏。而且此開關為1999—10到貸,始終在戶外放置,經歷冬夏兩季,溫度及濕度變化較大,開關內部氣體熱脹冷縮,將外部空氣中的潮氣吸入,導致內部絕緣件受潮。
(2) 開關本體充高純氮氣時所用的減壓閥及充氣管路為氧氣減壓閥及氧氣輸氣管,此套充氣閥門及管路曾在前1臺開關改造時使用過,用完后放于庫房中,由于當時正值夏季,空氣濕度較大,而且橡膠管具有吸潮性,導致充氣所用的橡膠管受潮,在向開關內部充氣時將潮氣帶入。
(3) 用于干燥氣體的氧化鋁干燥劑(分子篩)失效或已受潮飽和。
(4) 檢測所用的儀器誤差較大,測量結果失真。
(5) 真空泵性能降低未能抽到規定的真空值。
3 處理情況
根據以上分析的各種原因,有針對性地找出了解決方案并進行了試驗。
3.1 外部原因處理
首先對所有抽真空管路進行了更新,將連接管路的減壓閥、三通等連接部件置于80℃的烤箱中烘干3h,抽真空前再用25μg/l的高純氮氣吹20min,保證抽真空管路的干燥;同時將抽真空管路接入麥氏真空計用以監測真空度,而且在充入氮氣的同時對泄漏點進行了檢查,發現開關B、C相壓力表接口處有泄漏,于是進行了換墊處理。為了消除微水測量儀可能產生的誤差,將內蒙古電力科學研究院微水測量儀測試結果與沈陽高壓開關廠帶來的微水測量儀的測試結果進行了比較,基本相同,可以排除因微水測量儀本身誤差導致的測量結果的錯誤。
3.2 內部原因處理
考慮到開關內部絕緣件受潮,采用了對開關進行24h的長時間抽真空,并保持30Pa的較低真空度,然后充人微水25μg/l的高純氮氣0.5MPa進行了檢測,結果見表2。
通過長時間低真空度的抽真空后,開關內部微水含量仍末降到合格范圍內,認為應排除開關內部絕緣件受潮的可能。針對開關內部分子篩可能受潮的原因,將開關下部分子篩取出放入350℃的烤箱中進行了3h活化處理后裝入開關,抽真空后注入25μg/l 的氮氣.測試結果見表3。
從表3結果中可以看出,開關內部微水含量有所下降,但仍大于廠家安裝使用說明書中150μg/l的規定值,說明開關內部分子篩確實已受潮,而且已達到飽和,即使進行活化處理后,效果也不理想。于是對開關內部上下分子篩都進行了更換,抽真空后注入25μg/l的氮氣后檢測合格,之后又注入28.19μg/l的SF6氣體進行檢測合格,具體數據見表4。
4 結論
對SF6開關微水含量超標的處理過程,了解了引起SF6開關內部微水超標的各種因素:在更換分子篩過程中對SF6開關內部進行了檢查,除動靜觸頭等金屬件外,滅弧室內壁不僅較光滑,而且表面涂有防水涂料,因此開關滅弧室內部潮氣只有可能附著在各部件的表面,無法深入部件的內部,而表面的水分可以通過抽真空的方式將水分抽出。滅弧室內氧化鋁分子篩通過與水分子發生理化反應,起到吸潮的作用,當分子篩飽和后即失掉吸潮作用,同時其吸收的水分又會影響到滅弧室的微水含量,導致超標。因此,當SF6開關微水含量超標時,應注意對分子篩吸潮劑的檢查,若發現氧化鋁分子篩已變成黃色或粉紅色說明分子篩已飽和失效應立即更換。