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一起变电站35千伏断路器SF6漏气事件的分析与处理

发表时间：2021/5/13 来源：《中国电力企业管理》2021年2月作者：黄硕，李煜亮，吴凡，尹柳,李伟欢

[导读] 随着电网对设备质量需求不断改善，运维精益化水平不断提高，对设备运行可靠性也提出了更高的要求。目前，35kV变电站多采用以SF6气体为灭弧介质的高压断路器，本文介绍了一起变电站35kV断路器SF6漏气的情况，SF6气体泄漏导致断路器SF6浓度下降，引发断路器绝缘性能大幅下降，导致内部导电部位对瓷套内壁放电，引发短路事故。

湖南长沙国网湖南省电力有限公司长沙供电公司黄硕，李煜亮，吴凡，尹柳,李伟欢 410002

摘要：随着电网对设备质量需求不断改善，运维精益化水平不断提高，对设备运行可靠性也提出了更高的要求。目前，35kV变电站多采用以SF6气体为灭弧介质的高压断路器，本文介绍了一起变电站35kV断路器SF6漏气的情况，SF6气体泄漏导致断路器SF6浓度下降，引发断路器绝缘性能大幅下降，导致内部导电部位对瓷套内壁放电，引发短路事故。本文通过分析该断路器密封不良导致SF6漏气的解体检查过程，确定了断路器的漏气原因和位置，并提供了相应的处理建议和解决方法。
关键词：断路器；SF6；密封
        1.背景
        断路器是电网中进行电能分配、保护控制的关键设备，具备有效的灭弧功能，可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，通过断路器的开断，控制电网电能输送和潮流方向。断路器根据绝缘介质一般分为SF6、真空、绝缘油三种，本文分析的断路器绝缘介质采用SF6气体，由于SF6良好的绝缘性能，使断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于真空断路器和绝缘油断路器。但是，由于运行时间和制造工艺的原因，SF6断路器会发生SF6漏气问题，漏气导致的SF6浓度下降，将影响断路器内部绝缘性能，当浓度下降到一定程度时，会引起内部导电部位对瓷套内壁绝缘击穿，导致放电和短路事故。所以，保证断路器中的SF6浓度是断路器正常运行的必要条件。[1-4]
        2.现场异常现象
        某35kV变电站410断路器发#1主变高后备SF6低气压闭锁信号，该断路器生产厂家为湖南开关有限责任公司，设备型号为LW8-40.5-CJ，出厂日期为2012年7月，投运日期为2012年09月，绝缘介质为SF6，操动机构为弹簧式。

图1 35kV变电站410断路器图
现场检查发现SF6气压0.41MPa（额定气压0.45-0.5MPa），在低气压告警范围内，初步判断#1主变高后备SF6低气压闭锁信号原因为410断路器SF6气压低，断路器存在漏气现象。经红外带电检漏发现，410断路器C相下瓷套与触封座法兰对接处有明显气体泄漏现象，且其它位置未发现明显漏气，初步推断C相瓷套下法兰与触封座接触面为漏气点。

        3.处理分析
        3.1断路器检漏及瓷套更换
        设备停电后，检修人员通过近距离红外、泡沫、包扎、检漏仪等多种方式进行联合检漏[1]，确认断路器漏气部位为C相瓷套下法兰与触封座接触面处，无其它漏气点。
        作业人员根据漏气部位，对C相断路器进行拆解。拆解后对C相上、下瓷套、触封座以及所有密封垫圈进行了更换，并对上、下出线支座锈蚀部分进行了打磨处理，更换后对断路器整体进行抽真空、充气，漏气现象消失。检修后对断路器直流电阻、动作特性、耐压、SF6气体纯度、微水等试验合格。

图3 上、下瓷套及触封座更换后图
3.2 断路器SF6泄漏原因分析
检修后，对410断路器原C相触封座及下瓷套进行检查发现，触封座法兰对接密封圈外侧及密封圈槽内存在三处打胶以及锈蚀痕迹，其中一处与漏气位置对应，且该位置胶水流入密封圈槽内，表明该断路器在出厂对接安装过程中采用打胶固定处理。在长时间运行后，部分胶体流入了密封圈槽内并包裹在密封圈表面，干燥固化，使密封垫圈硬化、变形，且凝固的胶体与密封垫圈之间形成缝隙，致使断路器密封性能严重降低。

胶体使触封座与下瓷套法兰之间形成缝隙，以及C相下法兰浇筑层防水胶有裂痕导致雨水沿对接面渗入密封面及密封槽内，无法及时排出，并长时间积存，不断腐蚀密封面及密封圈，形成了如图所示的锈蚀现象，进一步降低了密封垫圈密封性能。

图5 断路器腐蚀漏气处理图
        上述分析表明，410断路器SF6气体泄漏原因为C相触封座与下瓷套法兰之间存在胶体，一是对密封圈的密封性能造成了劣化，二是使法兰密封防水性能降低，加速密封圈的腐蚀老化。在漏气发生期间，气温变化幅度较大，各部件不断热胀冷缩暴露出设备密封问题，最终导致410断路器漏气事件。
        4.结论
        针对柱式断路器产品渗水、腐蚀漏气问题，可采取以下解决办法：
        1、防止运行中进水，在磁柱和浇筑层、瓷套法兰和触封座法兰对接处填补防水胶，并结合6年轮修重新进行防水胶填补。
        2、目前柱上断路器密封面多采取单层密封圈结构，可在单层封气密封圈外侧加装防水密封垫，增加防水效果。
        3、将瓷套法兰和触封座法兰对接面设置为带有小角度倾角，有效防止雨水流入设备本体内部。
参考文献
[1]贾胜男，时彦文.柱式高压SF6断路器腐蚀漏气问题分析及解决办法[J].电工技术，2018（8）：86.
[2]欧阳进，金圆，黄阳岗.联合检测技术在SF6微漏中的检测应用[J].湖南电力，2017（10）：101.
[3]闫璋，朱德恒.高电压绝缘技术［M］.北京：中国电力出版社，2007.
[4]程志万，张恭源，董涛等.浅析LW36-126 型断路器漏气处理［J］.云南电力技术，2014（42）:90.
作者简介：吴凡，通讯作者，男，汉族，湖北咸宁人，硕士研究生，1988年出生，高级工程师，研究方向：电气试验，智能电网与智能变电站，就职于国网湖南省电力公司长沙供电分公司，