220kVGIS隔离开关防雨罩的研制与应用.docx

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220kVGIS隔离开关防雨罩的研制与应用

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摘要：介绍了某站220kVGIS设备频繁漏气的情况，对其进行了原因分析，主要认为隔离开关连杆的轴封处在日晒雨淋的环境下容易受侵蚀，导致密封胶圈加速老化而引起密封不良。本文针对该型号设备提出了加装防雨罩的解决方案，并应用到实际生产中。

关键词：GIS；隔离开关；密封胶圈；防雨罩

０我引言

GIS是气体绝缘全封闭电器的英文简称，它将断路器、隔离开关（俗称刀闸）、接地开关、互感器、避雷器、母线等部件全部封闭在金属基地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，由于组合结线方式灵活、占地面积小、检修周期长等特点，在电力工程中应用广泛。

GIS设备的绝缘强度和灭弧能力主要取决于SF6气体的密度。当GIS设备中的SF6气体处于良好的密封条件下，并保持一定的压力和较高的纯净度时候，其运行具有很高的可靠性[1]。如果SF6气体密度降低，将会对设备带来两方面的危害：①造成电气设备的绝缘及耐压强度降低；②导致断路器开断容量的下降。而SF6气体密度的降低通常是由泄漏引起的。

某220kV变电站GIS设备漏气频发，导致运维人员经常带电补气，徒增大量人力、物力用于消缺，设备气压频繁降低也给电网可靠运行带来了隐患。本文对漏气原因进行了剖析，并提出了加装防雨罩的应对措施。

１主要问题

1.1我缺陷概况

某220kV变电站于2007年投运，220kV场地为某厂生产的SDH型号GIS设备。该站从2009年开始发生GIS设备气压低缺陷，而且缺陷呈现逐年递增趋势。据统计，从2015年至今，该站共发生141起SF6气体压力低缺陷，占2015-2020年全部缺陷的62.9%，其中有13起为重大缺陷（设备气压低至告警值）。

各气室补气周期由2年至1个月不等，其中220kVGIS设备中22022刀闸气室补气周期最短，为1个月，而29494刀闸气室曾出现两周内补气两次的情况，各气室补气周期统计如下表所示。

表1各气室补气周期情况统计

序号

气室部位

补气周期

1

22624

1年

2

22641

3个月

3

22022

1个月

4

20266

6个月

5

2026

6个月

6

22036

2个月

7

29466

3个月

8

22041

4个月

9

29484

6个月

10

29494

2个星期

11

备用二线电缆室

6个月

12

备用三线电缆室

6个月

1.2我原因分析

对补气频繁的间隔进行红外检漏，发现漏点大多集中在刀闸的传动连杆轴封处，如下图1所红圈所示。

图1漏气点部位

进一步对设备进行解体，发现刀闸的传动连杆轴封处锈蚀严重，刀闸分合指示观察窗口容易渗水，导致观察窗口模糊，拆开螺丝后也发现里面锈蚀严重。

图2漏气间隔刀闸传动杆外观

图3漏气间隔刀闸接头

漏气的主要原因为设备运行环境恶劣。GIS

刀闸接头法兰盘面朝上，呈30°倾斜布置，经常承受太阳的直晒，由于广东处于亚热带地区，天气炎热、阳光直晒的时间长，雨季汛期也频发，在设备的外壳温度升高，雨水侵入作用下，使得设备的密封胶圈加速老化，密封性能下降，导致漏气情况发生。

该型号刀闸指示观察窗也存在渗水现象，其主要原因为观察窗向西侧，受太阳直晒影响严重；同时由于结构特点，在下雨天易形成积水，导致机械部件锈蚀，雨水通过观察窗口进入到内部轴封处，侵蚀该部位密封胶圈，也加速了胶圈老化。

图4GIS刀闸分合指示观察窗

2我解决方案

2.1我设计思路

除了对漏气频繁、锈蚀严重的间隔更换新的接头，结合漏气原因分析，采取对其他间隔加装防雨罩的措施，减少日晒雨淋对密封胶圈的影响，达到降低设备漏气缺陷发生频次的目的。研制的防雨罩应达到以下三个效果：（1）有效防止阳光直晒、雨水侵入；（2）加装防雨罩后不影响设备运行操作，不影响运维人员对GIS刀闸分合指示的判断；（3）方便拆卸，固定牢靠。

本防雨罩采用的技术方案如下：考虑到户外使用，材质方面应选用耐腐蚀的304不锈钢。外形要契合刀闸的法兰，固定点的选取、整个防雨罩外壳需考虑避开刀闸传动过程中可能触碰到的地方，然后是防雨罩要有开口包裹观察窗，不影响运维人员对分合指示观察。再次，考虑到平时停电维护项目，防雨罩应采用螺丝固定，方便检修人员拆卸和安装[2]。

2.2解决方法

从上面分析可知，设备进水点为：分合闸位置观察窗处密封不良，容易渗水，而该处与内部刀闸传动轴封关联。分合闸位置观察窗主要有三种不同结构：母线侧刀闸、线路侧刀闸、地刀。因此，根据结构不同设计防雨罩三款。

1）母线侧刀闸结构防雨罩

第一种结构为母线侧刀闸结构，分合闸观察窗布置呈一定坡度，而且靠近传动拐臂及气路管道，设计防雨罩时需要考虑避开，同时利用原分合闸位置显示处螺丝安装防雨