CN110657294B - 一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰漏气封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰漏气封堵方法，所述方法根据泄露法兰尺寸确定封堵夹具的尺寸，制造封堵夹具并对所述封堵夹具进行表面打磨，然后将封堵夹具与泄露法兰胶结安装，并使胶黏剂固化，之后对封堵夹具进行换气处理，内部气体达标后关闭夹具导流阀门，并安装防护帽，由此完成对漏气法兰的封堵。本发明所述的方法可在不停电状态下完成封堵，可封堵气室压力高、施工效率和封堵成功率高，并能大幅节省封堵用胶，使得气体绝缘金属封闭式电气设备法兰部件能够满足长时服役要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统绝缘开关领域，更具体地，涉及一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰部件漏气封堵方法。
背景技术
气体绝缘金属封闭式电气设备是一种采用高于大气压的如SF6气体作为绝缘介质进行工作的电气设备，包括气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、气体绝缘金属封闭母线设备(GIL)、气体绝缘金属封闭复合开关设备(HGIS)、敞开式罐式断路器(GCB)等，在电网系统具有广泛的应用，是完成电力输运的核心设备。法兰设备用于完成设备连接，在法兰区域根据部件功能，具有较为严格的密封要求。
在实际运行过程中，由于绝缘盆开裂、法兰锈蚀、密封圈失效等原因，常常导致气体绝缘金属封闭式电气设备在法兰区域发生绝缘气体泄露现象。漏气一方面会导致绝缘强度降低，此外还可能导致水分等介质渗入。目前的处理手段包括监控补气、停电拆解维修、以及运行状态下进行在线封堵等。
监控补气需要大量的人力物力成本，该种方法并不能对设备缺陷进行干预，因此大多情况下是一种延缓措施，争取抢修时间；停电拆解检修不仅施工周期长，而且会造成较大的经济损失，增加电网调度工作量；目前，已有在线封堵技术来克服前两种方法存在的缺陷，但依然存在以下缺点：1.由于法兰部件结构复杂，包含绝缘盘、螺栓、密封圈部件，尺寸较大，用胶量大；2.打磨困难，而胶接成功的关键因素为部件表面清理情况，包括粗糙度、清洁度；3.封堵成功率相对较低，一旦有的区域存在封堵不理想的情况，易造成再次漏气的发生；4.胶接区域过大，如果对部件更换的话，拆解胶比较困难。
发明内容
针对以上问题，本发明提出了一种法兰设备密封导流封堵技术，可在不停电状态下完成封堵，可封堵气室压力高、施工效率高、封堵成功率高、能够大幅节省封堵用胶，从而使得电气设备法兰部件可以满足长时服役要求。
具体地，本发明提出一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰漏气封堵方法，在不停电的情况下在线实现封堵，所述方法包括如下步骤：
一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰漏气封堵方法，在不停电的情况下在线实现封堵，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：测量法兰尺寸，根据泄露法兰尺寸确定封堵夹具的尺寸；
S2：制造封堵夹具；
S3：对所述封堵夹具进行表面打磨；
S4：将封堵夹具胶结安装，并使胶黏剂固化；
S5：对封堵夹具进行换气处理；
S6：关闭封堵夹具的夹具导流阀门，并安装防护帽。
优选地，
所述封堵夹具包括上壳体、下壳体、紧固板、夹具导流阀门、紧固垫圈和紧固螺栓；其中所述紧固板焊接于上下壳体的两端，所述紧固垫圈、紧固螺栓用于将上下壳体紧固在泄露法兰上。
优选地，
根据所处环境不同，所述封堵夹具的材料选择304不锈钢或316不锈钢。
优选地，
其中304不锈钢采用ER308焊丝钨极氩弧焊方法焊接，316不锈钢采用ER316焊丝钨极氩弧焊方法焊接，焊接电流70A-110A，焊丝直径为2.4mm。
优选地，
所述封堵夹具的厚度为2mm-20mm。
优选地，
步骤S3包括：采用喷砂、磨光机打磨的方法，对所述封堵夹具同法兰壳体结合区域，以及法兰壳体胶接区域进行粗糙化处理。
优选地，
所述粗糙化处理的粗糙度Rz大于等于15μm。
优选地，
步骤S3中打磨处理完之后，采用丙酮对所述封堵夹具的胶接区域进行清洗。
优选地，
步骤S4包括：
S41：通过紧固螺栓、紧固垫圈与紧固板将封堵夹具的上下壳体紧固于泄露法兰处，将保持夹具导流阀门打开；；
S42：通过黏胶剂将所述封堵夹具与法兰结合处、上下壳体结合处进行涂装密封；
S43：等待黏胶剂完全固化。
优选地，
步骤S4中，保持胶黏剂的厚度为1mm-10mm。
优选地，
所述胶黏剂为环氧树脂胶黏剂，包括树脂基体和固化剂。
优选地，
所述树脂基体由双酚A型环氧树脂和填料组成，填料含有Fe-Cr或者Fe-Si的合金粉末、白炭黑、MgCO3和Mg3(Si4O10)(OH)2。
优选地，所述合金粉末Fe-Cr中Cr的质量分数为12％-30％，所述合金粉末Fe-Si中Si的质量分数为5％-40％，合金粉末的粒度为10微米-50微米。
优选地，
如果所述环氧树脂的质量为100份，则填料中合金粉末的质量为200-400份，白炭黑的质量为1-3份，含有MgCO3的质量为3-10份，Mg3(Si4O10)(OH)2为10-25份。
优选地，
所述固化剂为酚醛胺或聚醚胺类固化剂。
优选地，
如果固化剂的质量为100份，则固化剂含有填料TiO2质量为10-20份，白炭黑的质量为1-3份，Mg3(Si4O10)(OH)2为10-25份。
优选地，
所述步骤S5是在所述夹具导流阀门上安装气体替换装置，将封闭于封堵夹具内的杂质气体替换成SF6气体。
优选地，
所述气体替换装置包括真空压力表、SF6密度继电器、三通、三通阀门A、三通阀门B，通过与所述夹具导流阀门配合，来控制整个气体替换过程。
优选地，
所述步骤S5包括：
S51：将真空压力表与三通连接后，安装于夹具导流阀门上；
S52：将三通阀门与真空泵连接；
S53：开启真空泵，并打开三通阀门A、三通阀门B、以及夹具导流阀门，进行抽真空处理，真空度大于-0.01，并保持15min；
S54：关闭三通阀门A、三通阀门B，将真空压力表替换为SF6密度继电器；
S55：将SF6气体瓶与三通阀门B连接，进行SF6充气，待表压同气室压力平衡后，关闭夹具导流阀门；
S56：采用SF6微水测量仪测量微水含量，如果微水含量不合格，重新抽真空；
S57：内部气体完全达标后，拆除气体替换装置。
与现有技术相比，本发明可以在不停电的状态下完成封堵，且用胶量少，封堵成功率高，更换部件时拆解胶容易，提高了生产效率，并节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明的法兰漏气封堵方法流程图。
图2是本发明的法兰封堵夹具正视图。
图3是本发明的法兰封堵夹具侧视图。
图4是本发明的气体替换装置示意图。
图5是本发明组装完成的法兰封堵夹具示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种对气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰部件漏气部位进行不停电封堵的方法。
参照图1所述的流程图，本发明所述方法包括如下步骤：
S1：测量法兰尺寸，根据泄露法兰尺寸确定封堵夹具的尺寸；
S2：制造封堵夹具；
S3：对所述封堵夹具进行表面打磨；
S4：将封堵夹具胶结安装，并使胶黏剂固化；
S5：对封堵夹具进行换气处理；
S6：关闭封堵夹具的夹具导流阀门，并安装防护帽。
下文将结合附图进一步描述上述方法的具体实施过程。
1.封堵夹具的结构和制造
对法兰尺寸进行测量，根据泄露法兰的尺寸确定夹具的尺寸。夹具的厚度为2mm-20mm，可灵活应用于各种尺寸的法兰。参照图2-3，本发明的法兰封堵用夹具包括上壳体1、下壳体2、紧固板3、夹具导流阀门4、紧固垫圈5和紧固螺栓6。
夹具材料的材料一般选择304不锈钢；对重工业污染及沿海等腐蚀严重区域，选择316不锈钢。
304不锈钢采用焊丝，用ER308焊丝钨极氩弧焊方法焊接，焊接电流70A-110A，焊丝直径为2.4mm。
316不锈钢采用焊丝，用ER316焊丝钨极氩弧焊方法焊接，焊接电流70A-110A，焊丝直径为2.4mm。
此夹具包含上下壳体，起主要的封闭作用，在壳体的拐角处采用圆角过渡，可有效减少应力集中，提高夹具的使用强度。在壳体两端分别焊有紧固板，可结合紧固垫圈、紧固螺栓，将上下壳体紧固在泄漏法兰上。通过将夹具紧固于泄漏法兰处，可将泄漏气体引导控制于夹具导流阀门处，以便完成最后的胶黏剂封堵。
2.表面处理方法
采用喷砂、磨光机打磨的方法，对夹具同壳体结合区域，以及壳体胶接区域进行粗糙化处理，粗糙度Rz大于等于15μm。
打磨处理完之后，采用丙酮对法兰封堵夹具的胶接区域进行清洗。
3.封堵用胶黏剂的成分
封堵用胶黏剂为环氧树脂胶黏剂，为双组份，即树脂基体和固化剂。
树脂基体为双酚A型环氧树脂和填料组成，填料含有Fe-Cr(Cr的质量分数为12％-30％)，或者Fe-Si(Si的质量分数为5％-40％)的合金粉末。
合金粉末的粒度为10微米-50微米，通过雾化生产，为近球形形状。设树脂的质量为100份，填料中合金粉末的质量为200-400份，白炭黑的质量为1-3份，含有MgCO3的质量为3-10份，Mg3(Si4O10)(OH)2为10-25份。
固化剂为酚醛胺或聚醚胺类固化剂，常温(20℃)左右，固化时间为1h-24h，固化剂含有填料TiO2质量为10-20份，白炭黑的质量为1-3份，Mg3(Si4O10)(OH)2为10-25份。
4.施工的工艺步骤
夹具安装工艺步骤包括：
将上下壳体安装于泄漏法兰处，通过紧固螺栓，紧固垫圈与紧固板将夹具紧固在密封法兰处，保持夹具上阀门为敞开的位置。
通过胶黏剂将夹具同法兰结合处、上下夹具结合处进行涂装密封，保持胶黏剂厚度为1mm-10mm，待胶黏剂完全固化后，完成夹具安装。
待完成胶黏剂封堵固化后，为了保证封闭后壳体内部SF6气体的纯度，将采用抽真空的方法，将封闭于夹具内的杂质气体替换成纯度较高的SF6气体。
采用此方法需在夹具导流阀门上安装一个气体替换装置，如图4所示，该装置包括真空压力表、SF6密度继电器7、三通阀门A 8、三通阀门B 9、三通10，其中真空压力表(或SF6密度继电器)通过三通10与夹具导流阀门4连接在一块。其中所采用的阀门为聚四氟乙烯球头阀门。
通过三通阀门A、三通阀门B和夹具导流阀门这三个阀门的开关配合，可有效控制整个气体替换过程，而真空压力表与SF6密度继电器可实时监测壳体内气体状态。
夹具导流阀门焊接于封堵夹具壳体之上，夹具导流阀门、三通阀门与真空压力表(或SF6密度继器)之间通过螺纹紧固连接，其组装完成后的整体如图5所示。
气体置换的具体工艺步骤包括：
先将真空压力表与三通连接，然后安装于夹具导流阀门上，将三通阀门A与真空泵连接；
打开真空泵，打开三通阀门A、三通阀门B以及夹具导流阀门，进行抽真空处理，真空度大于-0.01，保持15min。
然后关闭三通阀门A、三通阀门B，将真空压力表替换为SF6密度继电器，将SF6气体瓶与三通阀门B连接。
打开三通阀门A、三通阀门B，进行SF6充气，待表压同气室压力平衡后，关闭夹具导流阀门。
采用SF6微水测量仪，测量微水含量，确保低于500μL/L，当微水含量超过上述数值后，重新抽真空。
当内部气体完全达标后，拆除气体替换装置，完成气体替换。
最后在夹具导流阀门外侧安装防护帽。
下面将结合实际工况介绍本发明的应用实例：
某220kV变电站GIS刀闸气室发生泄漏，壳体设计压力0.68MPa(20℃)，六氟化硫气体额定压力0.5MPa(20℃)。
所使用的胶黏剂树脂基体为双酚A型，填料包含Fe-Cr合金粉末(Cr的质量分数为18％)，合金粉末的粒度为30微米，设树脂的质量为100份，填料中合金粉末的质量为300份，白炭黑的质量为2份，含有MgCO3的质量为5份，Mg3(Si4O10)(OH)2为15份。固化剂为酚醛胺类固化剂，常温(20℃)左右，固化时间为5h，固化剂含有填料TiO2质量为15份，白炭黑的质量为2份，Mg3(Si4O10)(OH)2为20份。
所选用的封堵夹具材料为304不锈钢，夹具厚度6mm，采用ER308焊丝钨极氩弧焊方法焊接，焊接电流90A，焊丝直径为2.4mm。
采用磨光机打磨待封堵区域以及封堵夹具胶黏剂粘接区域，粗糙度Rz30微米，并采用丙酮清洗待粘接部位。
通过胶黏剂粘接于GIS筒体上，胶黏剂固化6小时后，对法兰进行抽真空处理，采用SF6微水测量仪，测量微水含量为150μL/L，关闭阀门完成漏气封堵。
可见，通过采用本发明所述的封堵方法，无需停电就可以在线高效地对气体绝缘金属封闭式电气设备的漏气法兰进行封堵，封堵成功率高且用胶量少，提高封堵效率的同时大幅节约了封堵成本。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种气体绝缘金属封闭式电气设备的法兰漏气封堵方法，在不停电的情况下在线实现封堵，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：测量法兰尺寸，根据泄露法兰尺寸确定封堵夹具的尺寸；
S2：制造封堵夹具，所述封堵夹具包括上壳体、下壳体、紧固板、夹具导流阀门、紧固垫圈和紧固螺栓；其中所述紧固板焊接于上下壳体的两端，所述紧固垫圈、紧固螺栓用于将上下壳体紧固在泄露法兰上；
S3：对所述封堵夹具进行表面打磨；
S4：将封堵夹具胶结安装，并使胶黏剂固化，具体包括：
S41：通过紧固螺栓、紧固垫圈与紧固板将封堵夹具的上下壳体紧固于泄露法兰处，将保持夹具导流阀门打开；
S42：通过黏胶剂将所述封堵夹具与法兰结合处、上下壳体结合处进行涂装密封；
S43：等待黏胶剂完全固化；
S5：对封堵夹具进行换气处理，在所述夹具导流阀门上安装气体替换装置，将封闭于封堵夹具内的杂质气体替换成SF6气体；所述气体替换装置包括真空压力表、SF6密度继电器、三通、三通阀门A、三通阀门B，通过与所述夹具导流阀门配合，来控制整个气体替换过程，具体包括：
S51：将真空压力表与三通连接后，安装于夹具导流阀门上；
S52：将三通阀门与真空泵连接；
S53：开启真空泵，并打开三通阀门A、三通阀门B、以及夹具导流阀门，进行抽真空处理，真空度大于-0.01MPa，并保持15min；
S54：关闭三通阀门A、三通阀门B，将真空压力表替换为SF6密度继电器；
S55：将SF6气体瓶与三通阀门B连接，进行SF6充气，待表压同气室压力平衡后，关闭夹具导流阀门；
S56：采用SF6微水测量仪测量微水含量，如果微水含量不合格，重新抽真空；
S57：内部气体完全达标后，拆除气体替换装置；
S6：关闭封堵夹具的夹具导流阀门，并在夹具导流阀门外安装防护帽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所处环境不同，所述封堵夹具的材料选择304不锈钢或316不锈钢。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中304不锈钢采用ER308焊丝钨极氩弧焊方法焊接，316不锈钢采用ER316焊丝钨极氩弧焊方法焊接，焊接电流为70A-110A，焊丝直径为2.4mm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述封堵夹具的厚度为2mm-20mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：采用喷砂、磨光机打磨的方法，对所述封堵夹具同法兰壳体结合区域，以及法兰壳体胶接区域进行粗糙化处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粗糙化处理的粗糙度Rz大于等于15μm。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤S3中，打磨处理完之后，采用丙酮对所述封堵夹具的胶接区域进行清洗。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，保持胶黏剂的厚度为1mm-10mm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述胶黏剂为环氧树脂胶黏剂，包括树脂基体和固化剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述树脂基体由双酚A型环氧树脂和填料组成，填料含有Fe-Cr或者Fe-Si的合金粉末、白炭黑、MgCO3和Mg3(Si4O10)(OH)2。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述合金粉末Fe-Cr中Cr的质量分数为12％-30％，所述合金粉末Fe-Si中Si的质量分数为5％-40％，合金粉末的粒度为10微米-50微米。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，如果所述环氧树脂的质量为100份，则填料中合金粉末的质量为200-400份，白炭黑的质量为1-3份，MgCO3的质量为3-10份，Mg3(Si4O10)(OH)2的质量为10-25份。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述固化剂为酚醛胺类或聚醚胺类固化剂。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，如果固化剂的质量为100份，则固化剂含有填料TiO2质量为10-20份，白炭黑的质量为1-3份，Mg3(Si4O10)(OH)2的质量为10-25份。
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