电气六氟化硫开关气体泄漏后堵漏和补气的探索创新

电气六氟化硫开关气体泄漏后堵漏和补气的探索创新

一、   故障前运行情况

故障前1#、2#、3#发电机组运行，全厂负荷105MW

单机发电负荷为1#燃机41.1MW, 2#燃机41.3MW, 3#汽机22.9MW

二、   故障概况

2**6年*月11日22：22 某某厂2#发电机组出现“generator breaker tripped L52G1-alm ”报警，2#发电机组跳机。

三、  现场处理

跳机后向调度汇报我厂2#燃机跳机，故障原因查找中。汽机退出一抽汽，补汽。启动热水锅炉用以保证供热需求。

随后进行故障原因的查找，燃机MARKVI控制界面只出现generator breaker tripped L52G1-alm 报警。

查看DCS2号机电负荷运行曲线在22：22分负荷等曲线垂直下降为零。

查看现场发电机出口断路器见“breaker press trip”信号。现场挂压力表测量断路器内SF6（六氟化硫）气体压力远低于跳机值0.18兆帕。

四、  原因分析

经分析认为2#燃机02开关突然发生SF6气体泄漏,02开关因为“SF6气体压力低”而保护动作跳闸，导致2#发电机组跳机的可能性大。

此开关型号为HD4-HXA/W17.32.50;额定电压13.6KV；额定电流3150A;铭牌见下图图八。

做好措施后，实际打开02开关进行现场检查，发现绝缘胶木的地方有裂纹，用六氟化硫气体检漏仪进行测试B相触头内的密封胶圈处密封不严(参见下面的图片十、十一)，导致了六氟化硫气体泄漏，固定静触头的圆形端部有发黑现象；外观检查参见下图图一、二、三。

 六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体，它的分子量为146.07，在20℃和0.1MPa时密度为6.1kg/m3，约为空气密度的5倍。六氟化硫在常温常压下为气态，其临界温度为45.6℃，三相点温度为-50.8℃，常压下升华点温度为-63.8℃。六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高，在温度不超过180℃时，它与电气结构材料的相容性和氮气相似。

SF₆是强电负性气体，它的分子极易吸附自由电子而形成质量大的负离子，削弱气体中碰撞电离过程，因此其电气绝缘强度很高，在均匀电场中约为空气绝缘强度的2.5倍。SF₆气体在t≈2000K时出现热分解高峰，因此在交流电弧电流过零时，SF₆对弧道的冷却作用比空气强得多，其灭弧能力约为空气的100倍。由于SF₆气体具有优良的灭弧性能和绝缘性能以及良好的化学稳定性，它从20世纪50年代末开始被用作高压断路器的灭弧介质。在超高压和特高压断路器中，SF₆作为灭弧介质，已取代油，并已大量取代了压缩空气。

此开关属于国外厂家生产的,开关故障后,立即联系ABB,厂家说此开关已属于旧的型号了,不再生产了,也没有备用零件和整体开关库存;需要的话只能订做生产,费用在100万美元以上,生产完并运到我厂的话至少需要2个月时间。紧急寻找国内的相关开关厂家寻求解决方案,来人实际查看后,表示解决不了;表示这么高等级又如此小巧的开关国内制造有很大难度。

此开关价格不菲，我厂也无备件；在冬季这么好的外界环境下----外界供暖、蒸汽量和电负荷需求都很大，环境温度低燃机正是多发电的好时机，因为燃机出口开关坏了却不能发电运行，很是可惜。全厂人员也很着急，经过技术人员讨论，决定采取用密封胶堵漏点的方法。

五、处理措施

1、将02开关B相极柱的上盖打开，清理检查并更换其内的密封胶圈(参见下面的图片十)。把开关B相上部的梅花触头外桶盖拆下，对螺丝孔缝处进行密封处理(参见下面的图片十一)。处理后重新补充SF6气体进行检测，24小时后压降有很小泄露。

堵漏后，在图片压力测点和补气点处接个压力表和管道进行补气，充到0.21兆帕后关闭补气阀门，进行监视和记录，记录压降情况。经过一天的保压试验；24小时内压力降低0.01兆帕。为了保持压力不变化，将SF6气瓶的开关稍开进行连续补气，做到双保险。根据铭牌的参数开始充气时候冲高些，充到0.40兆帕---相当于进行气体打压试验了，看看泄漏情况，结果泄漏情况无大的变化。清理B相触头发黑处。

2、再将此压力测点连接到燃机闭式水泵出口压力的测点上，即用原来燃机闭式水泵出口压力的测点来监视SF6气体的压力情况，远传到DCS电脑上，方便运行人员观察监视。参见前边的图片五、六、七、九。

3、对开关内的SF6气体进行微量水分测试，测试结果合格。

4、对开关做电气试验（导电回路电阻、主回路相间及相对地绝缘、交流耐压试验），试验结果合格。

5、并编写了SF6气体日常检查要点和更换气瓶的方法说明；开关运行中维持压力在0.28---0.35兆帕之间。

6、并针对此开关详细制定了故障预案，做好了各部门人员的分工工作，通知到全厂每个职工。

六、试验结果

安装好02开关后，恢复02开关措施，2016年2月24日向调度申请起动机组进行并网试验。同意后，进行启机并网，并网时刻，领导和技术人员各就各位，各负其责，在紧张地时刻中，随着02开关自动并网成功, 从现场和控制室先后传出的声音---无异常后，大家齐声叫好！

经过协商讨论，2#机组一直运行到了3月底，期间气瓶压力低了就提前换好新瓶,期间更换了3次气瓶；外国厂家订做的新开关也整体到了现场，我厂在机组停下后立即进行了此开关换新工作。

因图纸提供的不全面、不细致外加技术和专用工具等原因；没敢再继续往下解体检查；这是一次大胆的尝试和摸索，取得了一定的效果，避免了更大的经济损失。按当时2号燃机每小时可发42兆瓦，一个月的发电量就是30240兆瓦；二拖一（2台燃机+2台余热炉+1台汽机）方式下，汽机还可以进行抽汽供热，经济效益可想而知，还减少了供热锅炉的运行数量和运行人员的劳动强度，为完成全年生产指标打下了一个良好的开端。

这是一次大胆的探索尝试，是紧急情况下进行的创新，可能不符合高标准的规范等技术要求，但从实际生产中，确实免回了很大的经济效益,为处理此型号开关漏气提供了宝贵的经验，是一次积极有益的探索尝试。

原创作者：北京正东热电厂 陈小刚

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