变电站GIS穿墙套管漏气现象分析

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1、变电站GIS穿墙套管腐蚀漏气现象分析摘要：近年来，随着电网的不断发展，GIS设备运用越来越广泛，随之而来的GIS漏气现象时有发生，尤其是近期发现GIS穿墙套管和部分封堵材料接触时在雨水的作用下发生腐蚀漏气的现象，严重的影响了电力设备的安全稳定运行。本文中试图结合生产运行的实际情况，分析总结出该类漏气现象的产生原因和预防方法，为今后的变电站建设和运行提供参考意见。关键词：GIS穿墙套管、封堵材料、漏气正文1引言近年来，先后在网区内各供电部门发现部分变电站GIS穿墙套管漏气现象，经过深入勘察分析，发现GIS穿墙套管金属筒壁与石棉封板、防火包等接触，在雨水的作用下发生反应，破坏了金属筒壁致密氧化铝薄

2、膜层并与GIS套管金属发生化学反应，腐蚀导致漏气（如图1所示），严重影响了该类设备的正常运行，给电网的安全稳定运行带来了风险。图1腐蚀后导致漏气的GIS穿墙套管2有关设备材料分析根据现场设备调查情况，此类GIS穿墙套管腐蚀涉及的设备材料主要有GIS壳体（铝合金）、防火石棉挡板、玻璃胶、阻燃剂、防火包等材料，具体信息如下：2.1铝合金GIS外壳所用材料为铝合金壳体，属铝镁合金。铝合金的抗腐蚀性能主要源自其表面致密的氧化铝膜，能有效的隔离氧气，当氧化铝薄膜受到破坏后，腐蚀反应将可以继续向纵深方向发展。氧化铝是二性氧化物，跟酸碱都能起反应，在酸性和强碱性溶液作用下都会腐蚀。2.2防火石棉挡板GIS室

3、穿墙套管与墙之间普遍采用玻璃胶固定防火石棉挡板，以防止套管壳体与水泥接触，防火石棉挡系用石棉、橡胶、填充料压制的板和片状密封制品。可作为管道法兰、高压容器法兰及各种机械连接面用的密封材料。石棉的化学组成为3MgO·SiO2·2H2O，约占石棉总产量的95%。在石棉挡板的表面，涂覆了一层腻子，腻子的主要成分是含水硅酸镁3MgO·4SiO2·H2O。2.3水泥通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥熟料由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等原料。2.4防火包现在普遍使用的是PFB-720型防火包，该类型防火包可根据封堵需要填充需要做

4、防火处理的孔洞。遇火时，防火包的物质受热膨胀，结成蜂窝状整块，其主要成分是硅酸盐。3设备漏气原因分析在各厂家提供的GIS设备的安装技术文件中，普遍提出“对穿墙筒体进行密封时，严禁水泥与筒体直接接触，筒体外围应包裹一层橡胶板”的技术要求，没有说明筒体不能直接接触水泥的具体的原因。从化学专业角度分析，主要是因为水泥组分含硅酸盐、金属氧化物等，此类物质在水中形成碱性溶液，可以对氧化铝膜造成破坏，进而腐蚀管道；另一方面，铝在中性水溶液中，一般比较稳定，3+但当水中含卤素离子时，Al与卤素离子发生络合反应，不利于氧化铝保护膜的形成，水泥是一种组分复杂的混合物，某些物质含卤素离子，碱性水溶液中含卤素元素的

5、离子时，大大加速铝合金的腐蚀。从GIS穿墙套管所接触到的材料分析，石棉挡板、腻子两种材料都含硅酸镁等组分，与直接接触水泥时发生腐蚀的反应是同类型的，当水（雨水或潮湿空气）-存在时，与碱性氧化物或硅酸盐发生水解反应，生成OH并促使使氧化铝发生以下腐蚀反应：——Al2O3+2OH→2AlO2+H2O经查阅相关资料，金属铝在PH值在4.3～8.5范围内，此PH范围可称为钝+化区，当PH值超出钝化区范围，铝与H或OH—即可发生进一步的腐蚀反应。如图2，另一方面，当与铝接触的溶液中含Cl-、F-等卤素离子时，腐蚀速度加快。图2，铝在水溶液中的电极电位图正常情况下，GIS筒体外壳应涂敷耐腐蚀的防锈漆用于隔

6、离氧气、酸、碱等腐蚀组分，如果GIS穿墙套管筒体外壳涂敷的是普通的防锈漆，则可能与碱液发生腐蚀反应。4初步分析结论通过以上调查分析，从技术层面分析，造成变电站GIS穿墙套管气体泄漏的原因主要有：安装过程中，设备制造商技术人员仅提出不能直接接触水泥的技术要求，但实际中，安装单位购置、安装的石棉挡板、腻子等材料，在水分存在的情况下，也可对外壳铝合金材料发生腐蚀反应，并导致穿墙套管穿孔漏气；变电站GIS外壳如果涂敷的是普通防锈漆则不具备抗酸碱腐蚀功能，在碱性条件下，防锈漆发生化学反应，不能起到保护铝合金的作用。4运行使用建议为保证变电站GIS穿墙套管安全稳定运行，建议采取以下技术措施：加强GIS设备

7、安装过程中穿墙套管腐蚀防护工作。严禁套管外壳与可导致腐蚀反应的材料（如石棉橡胶板、腻子等）直接接触，建议使用经设备生产厂家确认的板材隔离GIS室墙体；安装前须对板材的适用性作试验检查；严禁在橡胶板外表面涂敷碱性涂料及含卤素离子的粘合剂。加强对GIS外壳及外层涂漆的质量检查工作，设备监造或安装过程中，应检查外壳整体的防腐性能是否满足技术规范书的具体要求。加强对运行的GIS穿墙套管的运行监督，如发现穿