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【摘 要】换流阀是换流站内最重要和最复杂的设备之一，是交直流转换的核心设备，本文将对高海拔换流站换流阀水管运行情况分析，并且详细地介绍防阀塔漏水治理措施，为日常运维和年度检修提供一点宝贵经验。 【关键词】换流阀;水管;分析;建议 1.引言 换流阀是换流站的核心设备，正常运行时通过晶闸管的大电流产生大量热量，导致晶闸管、电抗器等元件温度急剧上升，为防止这些元件过热损坏，换流站必须配置有阀冷却系统对换流阀进行冷却，并且应保证换流阀冷却系统无影响设备稳定运行的故障。冷却系统设计和结构应安全、准确、合理、运行可靠、维修方便。冷却系统的设计和制造基准是保证系统在各种环境条件下适应换流阀的各种运行工况，冷却系统不仅应具有承受正常运行电压和电流的能力，而且还应具有承受由于阀的触发系统误动或站内各部分故障或交流系统故障造成的一定的冲击电压和电流的能力。
某高海拔地区由于常年干旱少雨，年平均气温均在5℃以下，同时气温变化剧烈，昼夜温差巨大，绝对年温差可达到60℃以上，日温差也常在30℃左右，阀冷却系统需要比其他平原地区换流站更加严格的运行可靠性和控温性能。
2.阀塔水管接头类型概述 2.1法兰连接。法兰连接一般用于阀模块层间水管之间的连接。法兰连接安装简便，螺栓连接可靠，长期工作不易松动，EPDM密封垫片耐高低温老化性能强，密封性能好，能够承受较大的压力。其主要的失效形式为密封圈磨损，巡检时可力矩检测。 2.2螺母连接。螺母包括PVDF螺母和金属螺母。螺纹连接一般多用于阀模块内部晶闸管散热器、阻尼电阻和电抗器的管路连接。螺纹连接通过螺纹锁紧，螺母顶压EPDM密封圈可靠实现高低温冷却介质密封，成熟可靠，耐压能力高达2MPa。其主要的失效形式为轴向力逐渐丧失的自松动，巡检时可检查标记线，检查漏水情况。 3 .某高海拔地区换流阀阀塔水管接头漏水原因分析 某高海拔地区换流阀自2011年11月投运以来，发生过因阀塔水管漏水造成的直流逼迫停运4次，其中2012试运行期间3次、2016年1次，经过4次漏水分析，造成阀塔漏水的原因主要有：
（1）设计考虑不周。阀塔内水管接头过多、毛细管径过细、水管与螺栓等硬物未有效隔离等，都是造成水管和接头漏水的原因;
（2）产品制造缺陷。塑料焊接工艺目前已经相对成熟，但是仍有厂家现场制作工艺不良造成漏水的现象，如某站熔焊和高岭站对焊漏水均因焊接工艺不良导致，双头螺柱接头因元器件质量问题造成漏水;
（3）检修安装工艺质量管控不到位。安装紧固不到位、漏装接头零件，引起漏水，如某站活接接头漏水和灵宝双头螺柱接头漏水。安装时力矩过大，使螺栓受力过度，震动后导致接头断裂漏水。阀塔检修、消缺需要放水、补水时，未严格按照检修工艺进行操作，更换水管、电抗器、铂电极等元件后未完全排气，有杂质混入;
（4）材质老化。塑料接头以及密封圈老化后，将发生轴向力逐渐降低的自松动或螺栓力矩降低，密封性下降，造成漏水。塑料螺栓目前尚无有效防松措施。 4. 高海拔地区防止换流阀水管接头漏水建议4.1验收阶段。
（1）焊接检查。新工程第一年应逐个检查焊接接头。检查对焊、熔焊和承接焊接是否存在焊接缺陷，对焊接头外翻边凸缘形状大小;是否存在不均匀，是否存在气孔、鼓泡和裂缝，是否存在明显对接错边;
（2）螺栓紧固。加强水管接头安装过程中的工艺检查和验收，确保每个水管接头按力矩要求紧固，换流阀厂家应提供各阀模块出厂水压报告;
（3）划线标记。对螺纹接头、活接接头和双头螺柱接头以及法兰连接的螺栓，应用油性笔做好标记;逐一检查全站对焊、熔焊和承接焊接接头，焊接缝隙应对接到位，厚度均匀，对焊凸缘应均勻对称;
（4）建立档案。对阀厅内水管的法兰、螺纹、活接、双头螺柱、卡箍等形式的接头建立档案，消缺、检修后及时进行补充和完善;
（5）静态打压。验收时应进行静态打压试验，并在打压试验中对接头进行渗水检查。
4.2日常巡视维护。
（1）加强对阀漏水告警的监视，发生24小时泄漏和微分泄漏告警后，应立即对阀水管进行全面检查，必要时停运直流;
（2）加强阀塔水管漏水巡视和检查，重点检查阀厅地面、阀塔屏蔽罩、阀塔底盘及阀塔内部有无水迹;
（3）加强对阀塔主水回路各部件及所连接表计、阀门渗漏水情况的巡视检查，发现异常及时处理。主泵宜设计轴封漏水检测装置，及时检测轻微漏水，检修时校验功能正常;
（4）加强膨胀罐（高位水箱）水位变化的监视，在发生液位降低引起频繁补水时，应立即对换流阀水管进行巡视检查，如发现漏水尽快处理。特别关注非温度引起的液位变化;
（5）对电抗器水管接头等振动较大、易发生漏水的部位做到逢停必检，利用每次阀厅停电机会进行漏水检查评估，确保及时发现微小渗漏，防止漏水情况扩大;
（6）清查水管、接头型号及备件，确保备件充足。
4.3年度检修。
（1）逐个制定接头工艺控制表，非专业人员不得上塔。逐个接头明确力矩值、检查方法、紧固方法，检修过程中按表格要求记录力矩检测值，并签字确认，保证责任可追溯。换流阀检修应由本单位或阀厂家专业人员承担，不得随意安排送变电公司、社会清洁公司等非专业人员从事换流阀检修工作;
（2）用无毛布（纸）擦拭阀塔，尽量减少积灰，对难以擦拭干净的，可用无毛布（纸）蘸酒精擦拭。
（3）对水管接头进行外观检查，查看接头处及下部有无渗漏及水迹，查看接头标记线是否有偏移，如偏移，应紧固到原位;检查水管是否与其它硬物有接触并可能磨损，如水管磨损，应进行包护、移位固定处理;
（4）对法兰、螺纹形式的接头，用力矩扳手按50%-60%规定力矩检查是否有松动，如松动，应紧固到规定力矩，并用记号笔画线标记;
（5）严格遵守阀塔放水、补水工艺，避免管道内产生负压导致密封圈失效。补水后应重新进行打压试验，并启动主泵连续循环24小时彻底排气后方可投运;
（6）每年清洗主水过滤器，补水应选用符合要求的水，补水前应冲洗补水罐，避免杂质留存;在更换水管或电极时，应特别注意清理杂质，不能遗留任何异物到内冷水中;
（7）按7.2bar的压力对换流阀进行静态打压试验。加压后再次用目测法对水管接头的漏水情况进行检查;
（8）投运前应对水管及接头漏水情况进行复检，阳极电抗器水管接头部分100%复检，其它部位复检量不小于30%。 参考文献： [1]国家电网公司建设运行部.高压直流输电系统电气设备状态维修和试验规程[M].北京：中国电力出版社，2007. [2]国家电网公司.换流站运行[M].北京：中国电力出版社，2012.
[3]《国网运检部关于加强换流站阀塔漏水治理，落实阀塔检修“十要点”的通知》 根据运检一〔2015〕 42 号文件
[4] 国家电网公司运维检修部.直流换流站运维技能培训教材（换流阀及阀冷系统分册）.2012
某高海拔地区由于常年干旱少雨，年平均气温均在5℃以下，同时气温变化剧烈，昼夜温差巨大，绝对年温差可达到60℃以上，日温差也常在30℃左右，阀冷却系统需要比其他平原地区换流站更加严格的运行可靠性和控温性能。
2.阀塔水管接头类型概述 2.1法兰连接。法兰连接一般用于阀模块层间水管之间的连接。法兰连接安装简便，螺栓连接可靠，长期工作不易松动，EPDM密封垫片耐高低温老化性能强，密封性能好，能够承受较大的压力。其主要的失效形式为密封圈磨损，巡检时可力矩检测。 2.2螺母连接。螺母包括PVDF螺母和金属螺母。螺纹连接一般多用于阀模块内部晶闸管散热器、阻尼电阻和电抗器的管路连接。螺纹连接通过螺纹锁紧，螺母顶压EPDM密封圈可靠实现高低温冷却介质密封，成熟可靠，耐压能力高达2MPa。其主要的失效形式为轴向力逐渐丧失的自松动，巡检时可检查标记线，检查漏水情况。 3 .某高海拔地区换流阀阀塔水管接头漏水原因分析 某高海拔地区换流阀自2011年11月投运以来，发生过因阀塔水管漏水造成的直流逼迫停运4次，其中2012试运行期间3次、2016年1次，经过4次漏水分析，造成阀塔漏水的原因主要有：
（1）设计考虑不周。阀塔内水管接头过多、毛细管径过细、水管与螺栓等硬物未有效隔离等，都是造成水管和接头漏水的原因;
（2）产品制造缺陷。塑料焊接工艺目前已经相对成熟，但是仍有厂家现场制作工艺不良造成漏水的现象，如某站熔焊和高岭站对焊漏水均因焊接工艺不良导致，双头螺柱接头因元器件质量问题造成漏水;
（3）检修安装工艺质量管控不到位。安装紧固不到位、漏装接头零件，引起漏水，如某站活接接头漏水和灵宝双头螺柱接头漏水。安装时力矩过大，使螺栓受力过度，震动后导致接头断裂漏水。阀塔检修、消缺需要放水、补水时，未严格按照检修工艺进行操作，更换水管、电抗器、铂电极等元件后未完全排气，有杂质混入;
（4）材质老化。塑料接头以及密封圈老化后，将发生轴向力逐渐降低的自松动或螺栓力矩降低，密封性下降，造成漏水。塑料螺栓目前尚无有效防松措施。 4. 高海拔地区防止换流阀水管接头漏水建议4.1验收阶段。
（1）焊接检查。新工程第一年应逐个检查焊接接头。检查对焊、熔焊和承接焊接是否存在焊接缺陷，对焊接头外翻边凸缘形状大小;是否存在不均匀，是否存在气孔、鼓泡和裂缝，是否存在明显对接错边;
（2）螺栓紧固。加强水管接头安装过程中的工艺检查和验收，确保每个水管接头按力矩要求紧固，换流阀厂家应提供各阀模块出厂水压报告;
（3）划线标记。对螺纹接头、活接接头和双头螺柱接头以及法兰连接的螺栓，应用油性笔做好标记;逐一检查全站对焊、熔焊和承接焊接接头，焊接缝隙应对接到位，厚度均匀，对焊凸缘应均勻对称;
（4）建立档案。对阀厅内水管的法兰、螺纹、活接、双头螺柱、卡箍等形式的接头建立档案，消缺、检修后及时进行补充和完善;
（5）静态打压。验收时应进行静态打压试验，并在打压试验中对接头进行渗水检查。
4.2日常巡视维护。
（1）加强对阀漏水告警的监视，发生24小时泄漏和微分泄漏告警后，应立即对阀水管进行全面检查，必要时停运直流;
（2）加强阀塔水管漏水巡视和检查，重点检查阀厅地面、阀塔屏蔽罩、阀塔底盘及阀塔内部有无水迹;
（3）加强对阀塔主水回路各部件及所连接表计、阀门渗漏水情况的巡视检查，发现异常及时处理。主泵宜设计轴封漏水检测装置，及时检测轻微漏水，检修时校验功能正常;
（4）加强膨胀罐（高位水箱）水位变化的监视，在发生液位降低引起频繁补水时，应立即对换流阀水管进行巡视检查，如发现漏水尽快处理。特别关注非温度引起的液位变化;
（5）对电抗器水管接头等振动较大、易发生漏水的部位做到逢停必检，利用每次阀厅停电机会进行漏水检查评估，确保及时发现微小渗漏，防止漏水情况扩大;
（6）清查水管、接头型号及备件，确保备件充足。
4.3年度检修。
（1）逐个制定接头工艺控制表，非专业人员不得上塔。逐个接头明确力矩值、检查方法、紧固方法，检修过程中按表格要求记录力矩检测值，并签字确认，保证责任可追溯。换流阀检修应由本单位或阀厂家专业人员承担，不得随意安排送变电公司、社会清洁公司等非专业人员从事换流阀检修工作;
（2）用无毛布（纸）擦拭阀塔，尽量减少积灰，对难以擦拭干净的，可用无毛布（纸）蘸酒精擦拭。
（3）对水管接头进行外观检查，查看接头处及下部有无渗漏及水迹，查看接头标记线是否有偏移，如偏移，应紧固到原位;检查水管是否与其它硬物有接触并可能磨损，如水管磨损，应进行包护、移位固定处理;
（4）对法兰、螺纹形式的接头，用力矩扳手按50%-60%规定力矩检查是否有松动，如松动，应紧固到规定力矩，并用记号笔画线标记;
（5）严格遵守阀塔放水、补水工艺，避免管道内产生负压导致密封圈失效。补水后应重新进行打压试验，并启动主泵连续循环24小时彻底排气后方可投运;
（6）每年清洗主水过滤器，补水应选用符合要求的水，补水前应冲洗补水罐，避免杂质留存;在更换水管或电极时，应特别注意清理杂质，不能遗留任何异物到内冷水中;
（7）按7.2bar的压力对换流阀进行静态打压试验。加压后再次用目测法对水管接头的漏水情况进行检查;
（8）投运前应对水管及接头漏水情况进行复检，阳极电抗器水管接头部分100%复检，其它部位复检量不小于30%。 参考文献： [1]国家电网公司建设运行部.高压直流输电系统电气设备状态维修和试验规程[M].北京：中国电力出版社，2007. [2]国家电网公司.换流站运行[M].北京：中国电力出版社，2012.
[3]《国网运检部关于加强换流站阀塔漏水治理，落实阀塔检修“十要点”的通知》 根据运检一〔2015〕 42 号文件
[4] 国家电网公司运维检修部.直流换流站运维技能培训教材（换流阀及阀冷系统分册）.2012