杜启业
（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞523000）
摘 要：介绍了某站220kV GIS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220kV GIS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
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4 GIS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罩支架，罩住外法兰盘，观察窗口前端及传动轴后端增加雨帘，减少雨水进入。
图5 母线侧刀闸防雨罩设计示意图
2）线路侧刀闸结构防雨罩
第二种结构为线路侧刀闸，分合闸观察窗垂直布置，安装在法兰上部。该部位可参考母线侧刀闸的防雨罩，只需要考虑避开传动轴护罩即可，而固定部位则借用原护罩的螺丝进行定位。
图6 线路侧刀闸防雨罩设计示意图
3）地刀结构防雨罩
第三种结构主要为地刀，直接与传动轴封关联，无法兰盘。防雨罩设计上主要考虑包含观察窗口，减少雨水进入，固定采用观察窗上的法兰螺丝进行定位。
图7 地刀防雨罩设计示意图
3我结语
加装防雨罩后，减少了日晒雨淋对设备的侵蚀，漏气缺陷的发生得到了一定程度上的遏制，对设备的运行可靠起到了一定的作用。
图8 防雨罩现场安装图
然而，刀闸传动轴封的密封问题才是解决漏气隐患的关键，另外，在变电站可研阶段，GIS设备应尽可能选择户内安装方式，有利于日后运维。
参考文献
[1] 韩汉贤， 吴永杰，GIS设备的密封与检漏[J]。广东输电与变电技术，2005（01)：48-52。
[2] 叶家洪，林明伟，西开500kV HGIS隔离开关外露传动机构防雨罩的研制与应用[J]。 装备应用与研究，2017（33）：68-69。