作者:kstone 发布时间:2020-04-06 19:16 浏览次数 :
10-35KV SF6充气柜六氟化硫气体的检测和处理 (本文刊登于“高压开关”杂志 2019 第四期,技术沟通请与本人联系)
金学江(上海科石科技发展有限公司,上海市,浦东,201318)
摘要:
目前国内的10-35KV SF6充气柜厂家众多,但行业中从业技术人员大多数源自于电气、电器等专业,对于SF6气体的专业知识了解较少。充气柜厂家总体上对于充气柜中SF6检测、分析、处理也认识薄弱。本文对充气柜在生产过程中涉及SF6部分的检测分析与处理进行了全面的概述,重点阐述了SF6微水测试、微水处理、检漏。
SF6微水的测试
一、微水测试主要在以下三个环节进行:
1.SF6进货检验:SF6进货检验标准 GB/T 12022-2014
2.充气柜生产过程水分测试
3.充气柜出厂测试;
以上项目2、项目3, 按照DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》规定,对于灭弧隔室新投运和大修后SF6开关水分含量不得超过150ppm ,运行中则不超过300ppm。
SF6纯气灌入柜体后,要静置24小时,然后进行微水检测;
采用进口传感器的SF6微水仪(露点仪)
二、微水仪的选择
微水仪根据制造原理,可分为电解质、阻容法和冷镜法;
目前建站常用的是阻容法,阻容法精度相对较低,进口传感器一般可达⼠1OC,国产传感器一般可到⼠2OC,但目前由于国产传感器的稳定性较差,一次校准可使用时间甚至不超过3个月,建议不宜选用。
冷镜法传感器精度高,可达⼠0.2OC,但由于制造工艺复杂,价格很高,使用维护要求较高,一般充气柜工厂不建议选用。
采用冷镜法的微水仪(露点仪)
充气柜的检漏
充气柜检漏可分为两种结果,一种是判断是否漏;另外一种是找到漏点。
判断泄漏是否超出规定范围
批量生产判断是否漏的三个检漏方法:箱式氦检漏、箱式氢检漏、扣罩法SF6检漏
方法一:10-35KV充气柜批量检漏采用氦真空箱检漏系统。
1. 检测漏率:0.1%/年:1.2×10-6Pa.m3/S
2. 检漏节拍:可以由使用单位和制造单位协商确定;
3. 氦回收率:≥98%;
4. 检漏仪开检(真空箱内)压力:≤20pa ;
5. 工件抽空压力:≤1000pa (压力向上可调);
6. 工件氦回收压力:≤1000pa (压力向上可调);
方法2:真空箱氢检漏系统也可用于充气柜的批量检漏
真空箱氢检漏比较氦检的优势:
1、 设备成本低,由于无需回收环节,设备成本低15%左右;
2、 整体检漏效率高,减少了回收环节,整体效率提升15-20%;
3、 没有本底污染,氢分子有很好的扩散性,逃逸性很强,吸附及粘滞性很低;
4、 不会由于气体回收循环使用造成检测气体的二次污染和水分超标;
氦检的缺点:
1、检出的不合格品有一小部分找不到漏点;
2、 检出的合格品,有一小部分过段时间发现漏了;
3、 氦气的循环使用导致气室被污染,水分偏高;
方法3:扣罩法检漏
扣罩法检漏又俗称包扎法,可以采用将充气柜整个装进塑料袋,也可定制多个金属外壳(金属外壳数量可按照生产规模确定,该金属外壳底部安装有密封条,压在地面后,可有效密封,金属外壳靠近底部位置,设有2-4个带密封阀的小孔,可用于检漏仪检测),将充完SF6的充气柜装入塑料袋或金属外壳内,等候12小时或24小时,然后采用SF6定量检漏仪,在塑料袋底部或金属外壳底部进行检测。
采用扣罩法检漏,其可靠性和灵敏度可远远超过箱式氦检漏或氢检漏。其缺点是需要占用较大的场地空间,但实际上效率也是不错的,比如3间隔的充气柜采用箱式检漏一个循环下来时间也会大于40分钟,一台真空箱检漏设备12小时能检测的3间隔充气柜大概为18台。但是如果采用扣罩法检漏,
扣罩之后等候时间为12小时,每台扣罩准备时间约1分钟,检测时间为1分钟。所以说,这种扣罩法的效率实际上远远高于箱式检漏。
理论上,扣罩法可满足无限量的生产检漏,检漏的可靠性和精度又远远高于真空箱氦检漏。
GIS 的局部包扎法检漏(扣罩法)
接触法检漏
发现泄漏超标之后要找出漏点
找漏点,一般采用的方法是SF6定量检漏仪检漏和氦质谱吸枪检漏。在箱式检漏或者扣罩法检漏过程中,发现有泄漏之后,应采用SF6定量检漏仪进行查找漏点。
查找到漏点之后,应举一反三,对找到的漏点进行案例分析,提出整改方法,进行培训教育,这样可以有效提升,充气柜气室或装配的一次合格率。
v
使用LF-301 SF6定量检漏仪进行接触法检漏
SF6检漏相关的标准有《电力设备交接和预防性实验规程》国家电网公司DL/T596 GB 50150-2006 和GB/T 11023-2018 高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法
查找漏点时的注意事项:
1、 如果车间现场有较高浓度的SF6,就难以找到。
2、选择合适的检漏仪器,按照标准,应选用灵敏度不低于0.01PPm SF6定量检漏仪作为检漏工具,同时应考虑检漏仪的稳定性和使用维护成本。
从实际应用来看,查找漏点位置,建站常用的工具是SF6定量检漏仪,一种高频磁场低压电离原理研制的SF6定量检漏仪,该类产品在市场上的应用超过20年,20年的不断技术进步和创新,经历了市场的检验,这种原理的SF6定量检漏仪,已经成为行业的普遍选择,质量稳定、灵敏度高、使用维护无成本、性价比高、寿命长达10年以上。
SF6去水分
SF6去水分的方法很多,目前常用的是抽真空、烘烤干燥、干燥气体反复充灌、干燥剂、除湿仓库、绝缘件材料的选择、全自动去水分设备;
一、抽真空
该过程的作用是封箱之后将罐体(柜体)内空气抽出,抽真空的目的是抽出空气,降低水分;
要求极限真空度10Pa,采用的设备是抽真空补气装置(抽真空补气小车),也可采用SF6回收装置进行抽真空操作,抽真空装置的核心技术参数是:真空度;
一般情况下采用KSCZ-4 抽真空补气装置即可满足要求。
由于10-35KV SF6充气柜气室常采用3mm钢板制成,其可承受的压力一般为-53Kpa,约半个大气压。
所以单一的采用抽真空补气装置,无法完全抽走气室内空气,也就无法达到完全去除水分的目的。
该设备如果与真空箱配合,将充气柜真空抽至100pahuo甚至10pa ,对于去水分是比较有效的方法。
二、干燥空气或N2干燥
通过反复充入干燥空气或N2进行干燥,并通过测试微水是否合格;反复采用干燥空气或N2干燥的方法主要缺点在于需要多次拆除和拧上管路,费时耗工。
对于抽真空和干燥空气反复的充灌,我们建议采用KS3000-CZ充气柜全自动去水分系统,代替。
在该过程中,只需一次将KS3000-CZ与充气柜接口相连接,该设备将自动多次循环回收SF6和回充干燥SF6,并自动测试微水值,直到气室内水分达到设定值,设定值一般可设定为60-80Pppmv
充气柜全自动去水分系统,是在了解众多充气柜厂家生产中为水分达标
该设备对于充气柜量产水分达标具有重要作用
三、干燥剂
在充气柜的去水分环节中,干燥剂是一个必不可少的辅助方法,从经验来看,单独采用干燥剂是无法解决SF6水分超标的问题。但是干燥剂对于抵充绝缘件中缓慢释放的水分,是非常有用的。
干燥剂是一个专业的介质,对于干燥剂的选择和使用,要注意以下:
1、选择规范厂家生产的干燥剂,万不可随意在某宝采购;
2、采购进厂的干燥剂应该是密封保存的;
3、安放干燥剂的数量以每个间隔气室200-300g为宜。
四、 绝缘件烘烤
烘烤有两种方式,一种是绝缘件烘烤,另外一种是充气柜整体烘烤;烘烤温度一般在70度左右,时间一般在2-3小时;
烘烤是件非常费时和耗能的方式,为了达到烘烤的效果,我们建议如果采用了烘烤工艺,就尽量再加一道抽真空环节,在烘烤及冷却过程中,如果辅以抽真空方式,烘烤效果才会体现,如果烘烤冷却过程在自然环境下进行,烘烤效果不明显。
烘烤过程将水分排出,在冷却过程将水分吸收。完全是浪费。
五、除湿仓库
采用除湿仓库用来存放绝缘件,是个比较简单容易实现,成本低,耗时少的方法。有几个注意点:
1、 在常温下绝缘件吸收水分是缓慢的,去除水分也是缓慢的;所以在除湿仓库里要存放7天以上。
2、 除湿仓库应保持尽可能密封,墙体材料应采用密封性好的材料,仓库内湿度保持20-30%;
3、 仓库货物进出和人员进出,要尽可能减少次数;
4、 仓库货物进出要先进先出;
六、绝缘件材料选择
绝缘件的材料宜选用憎水性材料,有条件时应尽量环氧树脂等表面密度高,水分吸收少的材料。有时候在绝缘件表面涂刷漆面也是减少水分的有效方法。
充气柜快速有效的达到水分合格,是一项综合治理工作,不是一个简单的某一个方法就可有效解决,
我们的建议方法是:
1、 建一个除湿仓库,仓库湿度保持20-30%,存放一周;
2、 封箱时单间隔放干燥剂300g;
3、 真空箱检漏充注SF6之后,立即使用KS3000-CZ 全自动去水分系统进行去除水分。
根据我们的经验,以上方法比较简单有效。
SF6气体的充灌
SF6充灌,可以采用多种方式:在采用箱式检漏时,一般在检漏结束之后,就会充注SF6;
不采用箱式检漏时,可以采用SF6抽真空充气装置或SF6回收装置中的SF6充气功能进行充注。
也可直接采用气瓶加减压阀的方式进行。
减压阀的选择要注意:
高压端一般建站量程为25Mpa;低压端量程建议不大于1Mpa,0.4 Mpa或者0.25 Mpa更好。
我们一般的中压柜SF6充注压力一般为绝对压力1.35Bar,也就是0.135 Mpa.所以量程太大,对于充气精度是不合适的。
充气的温度补偿,我们标准的1.35Bar,指的是200C环境温度,如果环境温度为400C,其实际充注压力应该是1.35*(273+20)/273=1.448;
如果环境温度为100C,其实际充注压力应该是1.35*(273-10)/273=1.30;
温度对压力的影响是很大的,建议考虑温度补偿。
生产过程中发现充气柜漏气或水分不合格的处理方法
可使用KS3000-CZ 充气柜全自动去水分系统,将气体回收到设备内的储气罐内。