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1、500KV GIS 抽真空、充气过程分析（绥中2*800MW电厂工程总结论文） 500KV GIS 抽真空、充气过程分析摘 要 抽真空、充SF6气体是GIS安装的重要环节，GIS气室的微水含量则是检验抽真空、充SF6气体效果的一个重要指标。本文结合绥中电厂500KV GIS安装经验就如何控制GIS气室的微水含量做了较详细的阐述。关键词 GIS 气室 抽真空 充SF6气体 降低 微水值 绥中电厂500KV SF6绝缘金属全封闭式组合电器（即500KV GIS）是由沈阳高压开关有限责任公司成套供货的设备，有九个断路器间隔，两条进线，三条出线，一个联络变间隔，两组分段主母线，均为单相分箱式布置，共1
2、77个被监视的气室，分别是断路器（CB）气室，隔接（DSES）气室,电压互感器（PT）气室，避雷器气室及母线气室等。 这些气室均须在罐内清洗完毕后封装吸附剂，然后抽真空、充SF6气体。因为GIS 的超高压500KV断路器、隔离开关、接地开关、PT、CT、避雷器、母线等设备都被封装在充满SF6气体的罐状气室内，并以SF6作为高强度绝缘介质，气室内SF6的纯度、压力、含水量及年泄漏率直接影响GIS设备安装后的运行状况，而且，除年泄漏率主要为安装及检测过程控制外，其余三项均须在抽真空、充气的过程中加以控制， 所以抽真空、充SF6气体是GIS安装的重要环节，并尤其以微水量的控制为最易出问题的环节。1
3、GIS抽真空、充SF6气体流程说明及问题提出我们编制的500KV GIS抽真空、充SF6气体流程图见下页，这个流程图是根据规程和厂家GIS安装使用说明书编制的，其中虚线框内氮气（N2）置换过程为断路器（CB）气室所独有，因为考虑绥中属沿海、气候潮湿地区，且CB气室内有CT线圈、导体触头、传动机构、绝缘件等吸潮元件，完全抽空不易达到，充气后潮气也会逐渐释放到气室内SF6气体中，采用气室充干燥纯N2方法较好地解决了这个问题。按部颁气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程，安装过程中微量水分含量应符合国标规定(如下表):微水含量气 室 类 型交 接 标 准新进瓶气65.04ppm(L/L)有电弧分解
4、物气室(如断路器气室)150 ppm(L/L)无电弧分解物气室(如母线气室)500 ppm(L/L)施工作业流程图：气室清洗保持4小时封装吸附剂抽真空至40Pa以下回升超过133Pa，循环一次回升不超过133Pa更换吸附剂续抽至40Pa再充以高纯N2至0.35MPa微水值120ppm静置4小时 测N2微水漏点处理微水值120ppm，释放N2气室SF6气体回收再抽真空至40Pa以下充SF6气体至0.5MPa定性检漏不合格静置12 小时后定性检漏定性检漏合格微水值不合格气室SF6气体回收局部包扎后静置24小时合 格测量微水值定量检漏不合格定量检漏重复封装吸附剂以下整个过程合 格气室内气体含水量（微
5、水值）测量在充气至额定压力24小时后进行，绥中工程500KV GIS前期安装中基本也遵循了这个原则，且施工中我们要求CB气室微水值120ppm(L/L)，隔接及母线气室微水值250ppm(L/L)，并保证检测时环境相对湿度均不大于80%，但在3个月后的微水复检中却发现断路器气室的微水值均有不同程度的升高，尤其是5013B、5013C、5011A、5011C、5021A、5021C 6个断路器气室，微水值全部超标（150ppm(L/L)），即不能满足规程所规定的150ppm(L/L)验收标准，而隔接、母线等其他气室则无大的回升。经与厂家技术指导人员分析并结合绥中电厂220KV GIS安装经验，产
6、生这种情况的原因就是断路器（CB）气室属有电弧分解物气室，其内部CT线圈、触头、传动机构、绝缘件等吸潮元件在抽空过程中不能完全释放所吸收的水分，充气后短时间内（24-48小时）也只有少部分扩散到气室SF6气体中，此时检测微水不能准确反映CB气室的气体湿度，而隔接、母线等其他气室因为吸潮元件较少，附在气室内壁、导体、绝缘件上的水分大部分在抽空过程中随空气排出气室，因此，虽然未经N2置换，其微水值反而比CB气室小，充完气24小时后和3个月相比无大的回升。实践证明，CB气室微水值回升最多的时候是充气后最初的一段时间，以后微水增加逐渐减少直到趋于稳定。所以，建议对于CB气室，充罢SF6气体可按正常程序
7、进行检漏，检漏不合格，进行漏点处理并重复抽空、充气过程，而微水检测可在检漏后和7-10天后各进行一次，24小时后的微水检测仅为检出检漏合格而微水严重超标气室和确定检漏不合格气室内微水是否需进行干燥或更换，其他气室则只需在充气24小时后进行微水检测，微水值要求仍为CB气室120ppm（L/L）, 其他气室250ppm(L/L)。2 如何在抽真空、充气的过程中降低气室内SF6气体的微水含量 2.1 可依气室类别确定抽真空过程抽真空的目的，一是为了保证充入气室的SF6气体的纯度，同时也使气室内的水分被排出气室之外。对于CB气室，必须在一定长时间（时间可根据气室大小确定，比如绥中电厂500KV GIS
8、 CB气室为 10-12小时）抽空过程之后，充分保持（4-12小时），然后续抽至40Pa以下，充以0.35MPa的高纯N2，保持至少4小时，释放N2至零表压以上，再进行抽真空直到40Pa以下，最后充SF6气体。特别需要强调的是，这个过程中，保持起着很重要的作用。因为保持的过程实际是气室中各元件所吸附的水分向气室中空气或N2扩散的过程，保持时间越长，水分释放越充分，所抽真空度越低，气室内水分越少，抽空效果也越好。2.2 根据地域气候条件确定抽空过程在气候较干燥地区，比如伊敏电厂，空气湿度低，通过较长时间的抽空、保持、续抽过程，基本上就能达到较理想的含水量降低效果，伊敏电厂500KV GIS CB
9、 气室几乎全部未经N2置换过程，但微水值也全部合格；在绥中电厂这样一个沿海、气候潮湿的地区则以在CB气室的抽空过程中加入N2置换较为合适。对于隔接、母线等其他气室，在干燥地区，则可适当减少抽空及保持时间，按抽真空、充SF6气体流程图进行即可。2.3 选择合适的抽真空及充气机械设备抽空能力越强，所抽极限真空度越低，抽空效果越好。绥中工程500KV GIS安装过程中共使用了三种施工机械，即ZCHJ系列ABCDE型SF6充放回收及净化装置，德国进口迪罗回收及净化装置DILO，2XT-70型真空泵。实践证明，ABCDE型SF6气体充放回收及净化装置用罗茨泵和2X真空泵组成真空泵组，使用电阻真空计，同时
10、有气瓶加热装置，它不仅具有抽空能力强、速度快，极限抽空度高的特点，还具有抽空过程安全、可靠，可同时进行抽真空、充气及充气速度可以控制等优点。因此，这种装置是GIS安装抽真空、充气的首选设备。迪罗回收及净化装置，它具有干燥过滤和空气压缩系统，既能在充气或回收过程中对气体进行过滤清洁和干燥，又能依靠其特有的空气压缩系统提高回收或充气速度，但一个干燥滤筒能干燥的气体质量仅有970kg，因此，迪罗装置的干燥系统一般只用于回收微水不合格或有电弧分解物气室的SF6，正常回收和充气过程中通常不必使用。另外，迪罗回收及净化装置也可以进行抽真空，但其极限抽空能力仅为100Pa（实际上一般达不到），若想继续下抽，
11、则须改换其它形式抽真空机械。随设备一起还有两个储气罐，储气重量分别为 980kg和280kg，可用于检修时储存回收的气体。因为迪罗回收及充放装置功能比较齐全，而且可同时进行充放和回收，在GIS安装过程中可与ZCHJ系列ABCDE型充放回收及净化装置或2XT-70型真空泵配合使用。但本套装置价格昂贵，多为生产企业配备。2XT-70型真空泵为单纯的抽真空机械，抽空能力较强，安装中应与其它回收及充气装置配合使用。2.4 选用合格（保证纯度及水分含量）且尽量干燥的SF6气体按照气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程的要求，为了保证气室内SF6气体的微水含量，在合理抽空的基础上，充气时选用气体的原则如
12、下：应选用微水值8 ppm（g/g）(或65.04ppm(L/L)的合格气体；断路器（CB）气室所充SF6尽量选择微水值低的新气，一般微水值都小于30ppm（L/L）；微水值65.04ppm（L/L）的气体均可以用于隔接、母线气室；对于微水值65.04 ppm(L/L)的瓶气则坚决返厂。这样处理基本上能满足GIS交接验收及运行对气体含水量的要求。2.5 严格施工程序，按程序逐步进行我们根据流程图编制了500KV GIS抽真空记录、充SF6气体记录表格（见附表），严格按表格规定程序施工，不丢项漏项，取得了很好的效果，各气室微水值均控制在100ppm(L/L)以下。上述过程均是在气室密闭性基本良好
13、的基础上进行的，若气室严重泄漏，外部潮气会侵入气室，从而使水分超标。3 结束语 绥中工程500KV GIS的安装工作已经结束，各气室气体检验结果表明500KV GIS微水含量的控制是个较繁琐、精细的过程，它不仅要求工作人员有高度的责任心，科学细致的工作态度，还必须使用科学合理的工作手段，即选用合适的抽空、充气设备，达到较高的极限真空度，适当的保持时间，选用合格的气体且及时检测，等等。严格做到上述要求，就一定能控制好GIS气室的微水含量，从而保证GIS的安装质量。参考文献：气体绝缘金属全封闭开关设备运行及维护规程。中华人民共和国电力行业标准 DL/T 603-1996 第6-7页，1996-07
14、-16 中华人民共和国电力工业部发布 气体绝缘金属全封闭开关设备现场交接试验规程。中华人民共和国电力行业标准 DL/T 618-1997 第4页，1997-08-04 中华人民共和国电力工业部发布5附表一：抽 真 空 记 录ZF6-500绥中现场安装记录间隔气室名称封盖日期时间抽真空前温度抽真空前湿度使用真空泵号码抽真空开始时间操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人首次抽空结束时间时间真空度 Pa操作记录人保持结束时间真空度 Pa操作记录人充氮气开始时间操作记录人气室氮气0.35MPa时间操作记录人气室氮气微水测量时间微水值ppm 操作记录人氮气释放零表压时间操作记录人二次抽真空开始时间操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人检查时间真空度 Pa操作记录人二次抽空结束时间真空度 Pa操作记录人真空保持结束时间真空度 Pa操作记录人三次抽空开始时间操作记录人检查时间真空度Pa操作记录人检查时间
