220kV GIS操作气系统运行分析

时间:2022-07-30 12:30:58

220kV GIS操作气系统运行分析

摘 要:220kV GIS操作气系统在现代电气领域中的应用广泛,文章首先对220kV GIS系统断路器气动-弹簧机构原理进行介绍,然后对系统漏气原因与异常运行原因进行分析,最后根据作者多年的工作经验,提出运行监视及巡检对策,以期对操作维护该系统的人员提供一些帮助。

关键词:220kV GIS系统;操作气系统;运行;分析

1 220kV GIS操作气系统漏气记录

2015年11月04日,220kV GIS一断路器间隔操作气管路逆止阀联接至A相储气罐的铜管接头脱落,直接原因为接头松动,机组停机断开断路器时震动较大使得铜管与接头脱落,导致操作气压泄漏。

2016年02月13日,对220kV GIS操作气系统检查时发现一断路器操作气C相气罐进气管接头处存在漏气现象,直接原因为管路接头松动。

2016年05月15日,巡检发现一断路器操作机构箱内操作气压测试阀(常闭)漏气,直接原因为阀门接头松动。

2 220kV GIS断路器气动-弹簧操作机构原理

220kV GIS操作气系统几次漏气点的不同使得我们对操作气系统的日常巡检及维护工作面临更细致、更严格的要求。220kV GIS操作气系统出现漏气情况,可导致断路器重合闸被闭锁,严重时可导致嗦菲鞣终⒈槐账,若此时遇事故还会扩大事故范围,对系统造成重大影响。要掌握220kV GIS操作气系统可能存在的漏气点及漏气原因,首先需了解220kV断路器操作机构的构成和动作原理,大致介绍如图1。

如图1所示,断路器处于合闸位置时,操作机构内合闸弹簧处于向上伸张状态,将气缸内的活塞推至最顶端,活塞杆向上伸至最长,断路器动、静触头处于闭合状态。断路器分闸操作时,分闸回路接通,分闸线圈带电,通过衔铁和传动机构使掣子和拐臂脱扣,控制阀在弹簧的作用下向上打开,压缩空气罐内的压缩空气进入气缸,推动活塞向下运动,活塞杆带动断路器动触头也向下运动,使断路器动、静触头分开,实现断路器分闸,同时压缩空气推动活塞向下使合闸弹簧压缩蓄能(见图2)。

在断路器分闸的最后阶段,分闸保持掣子将活塞杆扣住,闭锁活塞及活塞杆的上下运动,使断路器保持分闸状态、使弹簧保持压缩储能状态,同时活塞杆带动凸轮逆时针方向转动将拐臂向下压,使分闸控制阀关闭,阻断气罐进入活塞气缸的压缩空气,先前断路器分闸过程中进入活塞气缸内的压缩空气通过排气孔泄出,断路器最后保持在分闸状态;断路器合闸操作时,合闸回路接通,合闸线圈带电,通过衔铁将分闸保持掣子与活塞杆之间的锁扣解除,合闸弹簧所储能量被释放,活塞和活塞杆被合闸弹簧向上推动,将断路器动、静触头接合,实现断路器合闸(整个合闸过程,分闸控制阀未动作,活塞气缸内没有压缩空气,通过排气孔与大气相通,以保持活塞气缸内外压力平衡)。

3 220kV GIS操作气系统漏气分析

压缩空气外部流通路径主要涉及压缩空气罐、铜管、截止阀、管路接头、表计、压力传感器、过滤器、减压阀、逆止阀、卸压阀等。

漏气点分析:压缩空气外部流通路径尤其以截止阀、管路接头居多,漏气点容易出现在:三通管路接头(如Ⅰ路供气总管与断路器间隔Ⅰ路供气阀门之间的管路接头或气源侧供气管路与测压管路之间的接头等)、四通管路接头、断路器压缩空气罐进气管路接头、测压管路与表计或压力传感器之间的接头以及常开截止阀、常闭截止阀等。

漏气原因分析:220kV GIS操作气系统已投运十余年,相关压缩空气管路阀门密封和接头密封已趋于老化,加之220kV GIS运行中这些管路和接头长期带压运行,不易进行维护和保养,气体中的杂质和水分在管路中经过积累,易导致管路和接头密封被腐蚀,从而引起接头松动自行漏气或由于断路器动作产生的较强震动将密封不牢固或密封老化的接头振脱。此外,由于压缩空气管路制造工艺方面的原因,部分薄弱的管体可能在长期带压过程中被击穿形成小的漏气砂眼;由于安装工艺及管路中水分长期积累的原因,管路接头与管路之间容易被腐蚀,严重时可导致管路接头与管路重叠部分由于腐蚀而直接断裂漏气。

压缩空气内部流通路径主要涉及压缩空气罐、分闸控制阀、活塞气缸、排气孔等,即断路器分闸时压缩空气通过分闸控制阀由压缩空气罐进入活塞气缸,分闸完成时控制阀关闭,阻断压缩空气罐给活塞气缸的供气,气缸内压缩空气通过排气孔排至大气。

漏气点分析:从上述断路器的分、合闸动作原理可以看出,无论断路器处于合闸状态还是分闸状态,分闸控制阀均在关闭位置,若操作机构内部漏气,只能是压缩空气罐内气体通过分闸控制阀并从其上方的排气孔漏出。

漏气原因分析:操作机构内部漏气主要有两方面原因:其一,分闸控制阀关闭不严,出现此种情况的原因可能是气压不够、弹簧弹力降低、传动机构故障使得控制阀未完全关闭到位,从而压缩空气罐内气体通过控制阀并从其上方的排气孔漏出;其二、分闸控制阀密封老化、腐蚀或杂质卡涩密封不严,分闸控制阀与压缩空气罐之间有2处密封,分别位于控制阀靠气罐侧的上下端,若这两处密封不严,断路器压缩空气罐内气体将缓慢通过控制阀并从其上方的排气孔漏出,造成气罐压力缓慢下降的现象。

4 220kV GIS操作气系统异常运行原因分析

4.1 某一点漏气导致其余断路器间隔操作气压普遍降低

通过最近几次漏气情况发现,在220kV所有断路器均没有分合闸操作时,某一点出现漏气会导致所有断路器间隔操作气罐压力降低,说明当该点漏气导致两路供气总管压力降低后,未漏气的断路器间隔操作气罐均存在向总供气管路回流压缩空气的现象,由此可以判断:断路器间隔操作气罐与两路供气总管之间的逆止阀普遍存在反向密封不严的问题。例如逆止阀内密封老化、逆止阀内气体杂质积累卡涩导致反向关闭不严等。虽然空压机出口气源管路配置有气水分离装置,但由于此装置自投运至今从未拆卸清理和维护,完全有可能对压缩空气中的水分和杂质未起到有效的过滤作用,气体中的颗粒杂质和水分便会渗入到各供气管路、阀门、接头等部位,造成堵塞或腐蚀现象,从而导致逆止阀反向密封不严的问题。

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