串聯(lián)諧振生產(chǎn)廠家詮釋GIS組合電器設(shè)備的運行及維護
近年來， 隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)， SF6氣體高壓電器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益普及。封閉式組合電器GIS為戶內(nèi)SF6氣體絕緣的金屬封閉式開關(guān)設(shè)備， 是性能優(yōu)良， 技術(shù)先進(jìn)的高壓電氣設(shè)備。
1 GIS組合電器的應(yīng)用及優(yōu)點
SF6氣體絕緣全密封組合電器是70年代出現(xiàn)的一種先進(jìn)的高壓配電裝置，國際上稱這種設(shè)備為Gas Insulated Switchgear簡稱GIS。具有體積小、安裝施工工期短、設(shè)備檢修周期長，使用壽命長，技術(shù)性能優(yōu)良的特點。GIS的主要優(yōu)點占地面積小，220kV、110kVGIS設(shè)備占地面積為常規(guī)設(shè)備的32%；某站220kVGIS 9個間隔占地面積僅約480平方米；不受污染、鹽霧、潮濕等環(huán)境的影響；具有滅弧性能強，不燃燒、防火性能好，安全可靠，GIS設(shè)備維護工作量少，檢修周期長，適合無人值班變電所；施工工期短，現(xiàn)場安裝工作量比常規(guī)設(shè)備減少了約8O%。
2 GIS運行中存在的問題
既然，GIS設(shè)備較常規(guī)敞開式高壓設(shè)備相比具有很多優(yōu)越性，那么電氣運行人員如何才能保證GIS更安全、可靠、穩(wěn)定運行？類似的問題越來越被人們所關(guān)注。由SF6氣體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)決定了它的絕緣性能必然會受到水分、雜質(zhì)、電極表面狀態(tài)等種種因素的影響。
SF6在常溫下是極其穩(wěn)定的氣體，其惰性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氮氣和稀有氣體。它不與堿液、白熱的氧化亞銅、銅或銀作用。在電弧、電暈和高溫作用下，SF6氣體才會發(fā)生分解現(xiàn)象。當(dāng)溫度到達(dá)4000K以上，絕大部分解產(chǎn)物為硫和氟的單原子。當(dāng)溫度降低時，絕大部分分解物又還原為SF6分子，但是有極少部分硫和氟的單原子在重新結(jié)合的進(jìn)程中與游離的金屬原子及SF6氣體中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了金屬氟化物和硫的低價氟化物。這些低氟化合物有較強的毒性和刺激性，對人體有較大危害，對許多絕緣材料、金屬材料也有嚴(yán)重的腐蝕性。
3 SF6氣體中水分的來源分析
?。?）制造廠家的安裝人員在裝配過程中吸附過量的水分；
（2）密封件的制造、安裝調(diào)整不合格，造成密封件的老化和滲漏；
?。?）各法蘭面密封不嚴(yán)；
?。?）吸附劑飽和，失去吸附作用；
（5）在測試SF6氣體壓力、微水測量以及補氣過程中帶入水分。
4 針對SF6氣體中水分的不同來源，應(yīng)采取的有效措施
?。?）安裝人員在裝配過程中，嚴(yán)格按照抽真空的順序及技術(shù)要求，充氣前，還要檢查充氣設(shè)備和管路是否清潔，無水分和油污，管路連接處是否有漏氣現(xiàn)象（運行中每個氣室年漏氣率小于1%）；
?。?）制造廠家需不斷提高密封元件的制造工藝，增加密封度和抗老化能力；安裝時注意密封件的位置調(diào)整是否合適，調(diào)整后必須經(jīng)過漏氣檢驗，檢測要求根據(jù)GB 11023標(biāo)準(zhǔn)（《高壓開關(guān)設(shè)備六氟化硫氣體密封試驗導(dǎo)則》）執(zhí)行；
（3）仔細(xì)檢查法蘭面接觸有無縫隙和生銹現(xiàn)象，除銹后，使用專用工具緊固法蘭螺絲，法蘭螺絲必須沿圓周方向緊固；
?。?）隨時根據(jù)空氣濕度變化，密切關(guān)注吸附劑的變色情況，發(fā)現(xiàn)飽和已無吸附作用，必須及時通知檢修人員更換；
?。?）在微水測量采樣試驗時，應(yīng)選擇天氣晴好，且環(huán)境溫度接近20℃的條件下進(jìn)行；運行中如需補氣，充氣前對每瓶SF6氣體都應(yīng)復(fù)核濕度，且不得超過表3標(biāo)準(zhǔn)。
GIS運行過程中，還會存在GIS氣室的SF6氣體壓力降低，必將使SF6氣體的絕緣強度、滅弧能力降低，同樣也威脅著設(shè)備的安全運行。SF6氣體泄漏是造成GIS氣室壓力降低的主要原因。每天巡視檢查各個氣室的壓力表并記錄壓力值，對比不同電壓等級、不同氣室SF6氣體的額定壓力值，如發(fā)現(xiàn)某氣室低于其額定值時，每隔一段時間跟蹤監(jiān)測該氣室壓力的變化情況，待確定了該氣室確實存在氣體泄漏，及時通知調(diào)度及檢修人員，隨后等待檢修人員到現(xiàn)場進(jìn)行氣室的查漏、補充SF6氣體、堵漏等工作。
5 GIS設(shè)備維護應(yīng)采取的措施
5.1 GIS運行維護的基本技術(shù)要求
?。?）GIS室的安全要求。GIS室內(nèi)空氣中的氧氣含量應(yīng)大于18%或SF6氣體的最大允許含量不應(yīng)超過1000μL/L；室內(nèi)應(yīng)安裝氧量儀、SF6氣體泄漏報警裝置、足夠的通風(fēng)排氣裝置；應(yīng)該備有防毒面具、防護服、塑料手套等防護用具；GIS設(shè)備室應(yīng)該配備專用的消防設(shè)施（如：CO 滅火器、干粉滅火器）；控制盤及低壓配電盤內(nèi)應(yīng)嚴(yán)密封堵。
?。?）接地。在正常情況下，對運行、維護人員易觸及的部位（如GIS外殼及金屬構(gòu)架）上的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過36V。
?。?）溫升。對運行人員易接近的外殼，其溫升不應(yīng)超過3OK；對運行人員易接近，但在正常操作時不需要接觸的外殼，其溫升不超過40K；對運行人員不接觸的部位，允許溫升可提高到65K。
（4）通風(fēng)。對運行、維護人員經(jīng)常出入的場所，每班至少通風(fēng)1次（15min）；對運行、維護人員不經(jīng)常出人的場所，在進(jìn)入前應(yīng)先通風(fēng)15min。
5.2 設(shè)備維護可采取的有效措施
?。?）外泄的SF6分解物具有強毒性，防護不當(dāng)會影響人體健康甚至造成中毒事故，因裝有SF6設(shè)備的配電裝置室，應(yīng)裝設(shè)強力通風(fēng)裝置，并將風(fēng)口設(shè)置在室內(nèi)底部，排風(fēng)口不應(yīng)朝向居民住宅或行人。
?。?）進(jìn)行氣體采樣和處理一般滲漏時，要戴防毒面具或正壓式空氣呼吸器，穿防護服并進(jìn)行通風(fēng)。
?。?）運用準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以更好地監(jiān)視GIS運行的情況，快速發(fā)現(xiàn)缺陷，有必要安裝GIS在線監(jiān)測裝置（SF6氣體在線監(jiān)測裝置f壓力，密度，溫度）、SF6微水監(jiān)測裝置和GIS局放監(jiān)測裝置}。
?。?）SF6配電裝置發(fā)生大量泄漏等緊急情況時，人員應(yīng)迅速撤出現(xiàn)場，開啟所有排風(fēng)機進(jìn)行排風(fēng)。未佩戴防毒面具或正壓式空氣呼吸器人員禁止人內(nèi)。只有經(jīng)過充分的自然排風(fēng)或強制排風(fēng)，并用檢漏儀測量SF6氣體合格，用儀器檢測含氧量（不低于18%）合格后，人員才準(zhǔn)進(jìn)入。發(fā)生設(shè)備防爆膜破裂時，應(yīng)停電處理，并用汽油或丙酮擦拭干凈。
（5）為防止接觸電勢的傷害，在正常操作GIS設(shè)備時，任何人都禁止觸及外殼，并保持一定距離，手動操作隔離開關(guān)或接地開關(guān)時，操作人員必須戴絕緣手套。
?。?）SF6備用氣瓶應(yīng)儲存在陰涼、通風(fēng)良好的庫房中，直立放置。氣瓶嚴(yán)禁靠近易燃、油污地點。
?。?）新氣使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，符合標(biāo)準(zhǔn)后方可使用。
?。?）氣瓶、閥凍結(jié)時嚴(yán)禁用火烤。
?。?）SF6新氣應(yīng)具有廠家名稱、裝灌日期、批號及質(zhì)量檢驗單。SF6新氣到貨后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)核、檢驗，合格后方準(zhǔn)使用。存放半年以上的新氣，
使用前要檢驗其濕度和純度，符合標(biāo)準(zhǔn)后方準(zhǔn)使用。充裝SF6氣體的氣瓶應(yīng)不超過五年檢驗一次。
6 結(jié)束語
盡管SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）具有優(yōu)越于其他高壓設(shè)備的種種特性，但只有我們在GIS設(shè)備運行過程中高度重視影響其正常工作的各種問題，加強日常巡視檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)威脅設(shè)備的安全隱患，針對性地采取有效的措施，才能使它更好地發(fā)揮其獨有的功效，提高安全運行的可靠性。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司 信息來源：www.coffeeupcyclellc.com
1 GIS組合電器的應(yīng)用及優(yōu)點
SF6氣體絕緣全密封組合電器是70年代出現(xiàn)的一種先進(jìn)的高壓配電裝置，國際上稱這種設(shè)備為Gas Insulated Switchgear簡稱GIS。具有體積小、安裝施工工期短、設(shè)備檢修周期長，使用壽命長，技術(shù)性能優(yōu)良的特點。GIS的主要優(yōu)點占地面積小，220kV、110kVGIS設(shè)備占地面積為常規(guī)設(shè)備的32%；某站220kVGIS 9個間隔占地面積僅約480平方米；不受污染、鹽霧、潮濕等環(huán)境的影響；具有滅弧性能強，不燃燒、防火性能好，安全可靠，GIS設(shè)備維護工作量少，檢修周期長，適合無人值班變電所；施工工期短，現(xiàn)場安裝工作量比常規(guī)設(shè)備減少了約8O%。
2 GIS運行中存在的問題
既然，GIS設(shè)備較常規(guī)敞開式高壓設(shè)備相比具有很多優(yōu)越性，那么電氣運行人員如何才能保證GIS更安全、可靠、穩(wěn)定運行？類似的問題越來越被人們所關(guān)注。由SF6氣體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)決定了它的絕緣性能必然會受到水分、雜質(zhì)、電極表面狀態(tài)等種種因素的影響。
SF6在常溫下是極其穩(wěn)定的氣體，其惰性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氮氣和稀有氣體。它不與堿液、白熱的氧化亞銅、銅或銀作用。在電弧、電暈和高溫作用下，SF6氣體才會發(fā)生分解現(xiàn)象。當(dāng)溫度到達(dá)4000K以上，絕大部分解產(chǎn)物為硫和氟的單原子。當(dāng)溫度降低時，絕大部分分解物又還原為SF6分子，但是有極少部分硫和氟的單原子在重新結(jié)合的進(jìn)程中與游離的金屬原子及SF6氣體中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了金屬氟化物和硫的低價氟化物。這些低氟化合物有較強的毒性和刺激性，對人體有較大危害，對許多絕緣材料、金屬材料也有嚴(yán)重的腐蝕性。
3 SF6氣體中水分的來源分析
?。?）制造廠家的安裝人員在裝配過程中吸附過量的水分；
（2）密封件的制造、安裝調(diào)整不合格，造成密封件的老化和滲漏；
?。?）各法蘭面密封不嚴(yán)；
?。?）吸附劑飽和，失去吸附作用；
（5）在測試SF6氣體壓力、微水測量以及補氣過程中帶入水分。
4 針對SF6氣體中水分的不同來源，應(yīng)采取的有效措施
?。?）安裝人員在裝配過程中，嚴(yán)格按照抽真空的順序及技術(shù)要求，充氣前，還要檢查充氣設(shè)備和管路是否清潔，無水分和油污，管路連接處是否有漏氣現(xiàn)象（運行中每個氣室年漏氣率小于1%）；
?。?）制造廠家需不斷提高密封元件的制造工藝，增加密封度和抗老化能力；安裝時注意密封件的位置調(diào)整是否合適，調(diào)整后必須經(jīng)過漏氣檢驗，檢測要求根據(jù)GB 11023標(biāo)準(zhǔn)（《高壓開關(guān)設(shè)備六氟化硫氣體密封試驗導(dǎo)則》）執(zhí)行；
（3）仔細(xì)檢查法蘭面接觸有無縫隙和生銹現(xiàn)象，除銹后，使用專用工具緊固法蘭螺絲，法蘭螺絲必須沿圓周方向緊固；
?。?）隨時根據(jù)空氣濕度變化，密切關(guān)注吸附劑的變色情況，發(fā)現(xiàn)飽和已無吸附作用，必須及時通知檢修人員更換；
?。?）在微水測量采樣試驗時，應(yīng)選擇天氣晴好，且環(huán)境溫度接近20℃的條件下進(jìn)行；運行中如需補氣，充氣前對每瓶SF6氣體都應(yīng)復(fù)核濕度，且不得超過表3標(biāo)準(zhǔn)。
GIS運行過程中，還會存在GIS氣室的SF6氣體壓力降低，必將使SF6氣體的絕緣強度、滅弧能力降低，同樣也威脅著設(shè)備的安全運行。SF6氣體泄漏是造成GIS氣室壓力降低的主要原因。每天巡視檢查各個氣室的壓力表并記錄壓力值，對比不同電壓等級、不同氣室SF6氣體的額定壓力值，如發(fā)現(xiàn)某氣室低于其額定值時，每隔一段時間跟蹤監(jiān)測該氣室壓力的變化情況，待確定了該氣室確實存在氣體泄漏，及時通知調(diào)度及檢修人員，隨后等待檢修人員到現(xiàn)場進(jìn)行氣室的查漏、補充SF6氣體、堵漏等工作。
5 GIS設(shè)備維護應(yīng)采取的措施
5.1 GIS運行維護的基本技術(shù)要求
?。?）GIS室的安全要求。GIS室內(nèi)空氣中的氧氣含量應(yīng)大于18%或SF6氣體的最大允許含量不應(yīng)超過1000μL/L；室內(nèi)應(yīng)安裝氧量儀、SF6氣體泄漏報警裝置、足夠的通風(fēng)排氣裝置；應(yīng)該備有防毒面具、防護服、塑料手套等防護用具；GIS設(shè)備室應(yīng)該配備專用的消防設(shè)施（如：CO 滅火器、干粉滅火器）；控制盤及低壓配電盤內(nèi)應(yīng)嚴(yán)密封堵。
?。?）接地。在正常情況下，對運行、維護人員易觸及的部位（如GIS外殼及金屬構(gòu)架）上的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過36V。
?。?）溫升。對運行人員易接近的外殼，其溫升不應(yīng)超過3OK；對運行人員易接近，但在正常操作時不需要接觸的外殼，其溫升不超過40K；對運行人員不接觸的部位，允許溫升可提高到65K。
（4）通風(fēng)。對運行、維護人員經(jīng)常出入的場所，每班至少通風(fēng)1次（15min）；對運行、維護人員不經(jīng)常出人的場所，在進(jìn)入前應(yīng)先通風(fēng)15min。
5.2 設(shè)備維護可采取的有效措施
?。?）外泄的SF6分解物具有強毒性，防護不當(dāng)會影響人體健康甚至造成中毒事故，因裝有SF6設(shè)備的配電裝置室，應(yīng)裝設(shè)強力通風(fēng)裝置，并將風(fēng)口設(shè)置在室內(nèi)底部，排風(fēng)口不應(yīng)朝向居民住宅或行人。
?。?）進(jìn)行氣體采樣和處理一般滲漏時，要戴防毒面具或正壓式空氣呼吸器，穿防護服并進(jìn)行通風(fēng)。
?。?）運用準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以更好地監(jiān)視GIS運行的情況，快速發(fā)現(xiàn)缺陷，有必要安裝GIS在線監(jiān)測裝置（SF6氣體在線監(jiān)測裝置f壓力，密度，溫度）、SF6微水監(jiān)測裝置和GIS局放監(jiān)測裝置}。
?。?）SF6配電裝置發(fā)生大量泄漏等緊急情況時，人員應(yīng)迅速撤出現(xiàn)場，開啟所有排風(fēng)機進(jìn)行排風(fēng)。未佩戴防毒面具或正壓式空氣呼吸器人員禁止人內(nèi)。只有經(jīng)過充分的自然排風(fēng)或強制排風(fēng)，并用檢漏儀測量SF6氣體合格，用儀器檢測含氧量（不低于18%）合格后，人員才準(zhǔn)進(jìn)入。發(fā)生設(shè)備防爆膜破裂時，應(yīng)停電處理，并用汽油或丙酮擦拭干凈。
（5）為防止接觸電勢的傷害，在正常操作GIS設(shè)備時，任何人都禁止觸及外殼，并保持一定距離，手動操作隔離開關(guān)或接地開關(guān)時，操作人員必須戴絕緣手套。
?。?）SF6備用氣瓶應(yīng)儲存在陰涼、通風(fēng)良好的庫房中，直立放置。氣瓶嚴(yán)禁靠近易燃、油污地點。
?。?）新氣使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，符合標(biāo)準(zhǔn)后方可使用。
?。?）氣瓶、閥凍結(jié)時嚴(yán)禁用火烤。
?。?）SF6新氣應(yīng)具有廠家名稱、裝灌日期、批號及質(zhì)量檢驗單。SF6新氣到貨后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)核、檢驗，合格后方準(zhǔn)使用。存放半年以上的新氣，
使用前要檢驗其濕度和純度，符合標(biāo)準(zhǔn)后方準(zhǔn)使用。充裝SF6氣體的氣瓶應(yīng)不超過五年檢驗一次。
6 結(jié)束語
盡管SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）具有優(yōu)越于其他高壓設(shè)備的種種特性，但只有我們在GIS設(shè)備運行過程中高度重視影響其正常工作的各種問題，加強日常巡視檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)威脅設(shè)備的安全隱患，針對性地采取有效的措施，才能使它更好地發(fā)揮其獨有的功效，提高安全運行的可靠性。
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