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2kVGIS断路器气室技术改造 　　摘 要：针对某220kV GIS变电站一起开关设备故障的诊断，为了及时准确诊断220kV GIS三相共管结构断路器气室设备故障点，以及在日常运维中实时了解三相SF6断路器气室压力，提出对SF6断路器气室进行技术改造。 　　关键词：故障诊断；断路器气室；SF6；技术改造；运维需求 　　1、 故障基本情况 　　2011年7月18日，某220kVGIS变电站220kV I母母线C相发生单相接地故障，通过现场分析判断，将故障点锁定在220kV母联2012开关及I母所挂两条220kV出线线路开关上。初次查找故障源时，试验所对各个开关气室三相连体进行气体成分检测，均未发现异常。为了尽快找出故障点，试验人员尝试改变试验方法对2012开关气室进行拆管分相检测，结果发现2012开关气室C相SF6气体中SO2质量分数为 145.1×10￣6L，H2S质量分数为1.7×10￣6L，判断2012开关气室C相存在严重的闪络放电现象[1]，后经开盖检查，判断无误。 　　针对三相共管结构不能及时发现故障点的情况，提出对220kVGIS开关设备的断路器气室进行技术改造。目前，220kVGIS开关设备的断路器气室均采用三相SF6管路连通并共用一个密度计进行压力监控的形式，提出通过更换和增加部分零部件将其改造为独立的单相气室结构。 　　2 、SF6断路器气室改造设计分析 　　目前，220kVGIS开关设备的断路器气室壳体结构一般采用分相式，采用三相管路连通共用一个密度计进行压力监控的结构形式[2]，分析其缺点有以下几点： 　　（1）SF6电气设备发生放电性故障后，其主要的特征分解物是SO2和H2S等，这类气体密度大，流动性差。在三相管路连通的情况下，故障后气体不容易通过口径较小的管道进行扩散，不利于试验设备检测。 　　（2）从设备本体至排气口的管道长，“死体积”大，若没有足够的时间使分解物扩散，会导致所检测的数据比气室的实际浓度低很多，易造成误判断。 　　（3）当某相断路器本体运行中发生故障时，因三相共管结构，闪络后产生的污染物会通过管道扩散到其他两相气室，故障修复时，需检修原三相连通的其他两相断路器元件。故障修复过程包括三相气体回收，解体、抽真空、注入合格的SF6气体等等工序，从经济上与故障修复周期方面考虑都是不利的。 　　将断路器气室改造为独立的单相气室结构后，可以将上述不利因素降到最低，而且当某相断路器本体运行中发生故障时，仅需隔离检修故障相断路器，不需对其他两相断路器进行处理。所以采用独立的单相气室结构，不仅能准确、方便、迅速地检测出设备内部故障，又能加快故障处理速度，提高设备运行的可靠性和经济性。 　　3 、SF6断路器气室改造设计 　　3.1气室改造思路 　　目前，220kV断路器气室壳体结构多为分相式，采用三相SF6管路连通并共用一个密度计进行压力监控结构的形式。对比其它三相共筒式结构的气室（如隔离开关气室）的结构特点，权衡其重要性与经济性的比重，将GIS设备气室改造试点选在断路器气室。 　　根据单相气室外接气口的结构，通过更换和增加部分零部件将断路器气室改造为独立的单相气室结构，具体思路如下： 　　（1）原GIS开关设备断路器气室是通过SF6管路实现三相连通，管路的终端端头接密度计，另一端头接自封接头，密度计可实时监测SF6气室压力，充气时不需拆卸。 　　（2）技术改造的过程是拆除原三相连通的SF6管路和在B相机构箱内安装的密度计，在每相气室外接口上增加截止阀与自封接头的组合部件。运行中截止阀处于常开状态，可实时监测气室压力并提供相应信号至主控室，自封接头可连接密度计并作充气口用。截止阀可控制主气室与密度计之间的连通和断开，方便日常进行密度计预试。为保证密度计的实时监控性，阀门带双自封接头，可同时满足气室在线监测及SF6充气。断路器通过此改造可实现单相独立气室，增加了断路器的气室信号，并可满足原有的使用功能。 　　（3）三相SF6密度计信号可采用并联接线后串联于控制回路中，断路器任意气室出现异常压力时，主控室可接受到信号并根据信号做出下一步指令。二次信号方面的具体改造如下：按二次原理及接线图对密度计表线进行连接和确认，将原密度计的控制电缆分别接到断路器B相机构箱的备用端子座上，每根电线占两个端子座，用短联片把这两端子座短接；然后将新增密度计的控制电缆通过B相机构的后板引到机构备用端子座上，分别按电线号接到对应的端子座上，最终实现三个密度计并联后再串联到原来的控制回路上。 　　3.2具体改造内容与步骤 　　（1）相应线路间隔退出运行并转检修状态。 　　（2）将断路器气室内回收至气体压力为0.04MPa―0.06MPa。 　　（3）依次安装新的SF6气体配管及组合