變電站SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用

張 浩，鄔 欣，周 平，吳國(guó)強(qiáng)，馬 贇

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

1 SF6充氣設(shè)備開(kāi)展帶電檢測(cè)的背景

1.1 傳統(tǒng)SF6充氣設(shè)備檢測(cè)技術(shù)存在的弊端

隨著氣體絕緣組合電器設(shè)備（GIS）技術(shù)的迅速發(fā)展，SF6充氣設(shè)備在電力系統(tǒng)所占的份額越來(lái)越大，SF6充氣設(shè)備的運(yùn)行狀況將很大程度上影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)SF6充氣設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，了解其運(yùn)行狀況，及時(shí)消除設(shè)備隱患是一項(xiàng)重要的工作。

傳統(tǒng)的停電檢測(cè)方法存在著停電手續(xù)復(fù)雜，無(wú)法隨時(shí)停電，停電檢測(cè)會(huì)影響到電網(wǎng)的供電可靠性等一系列問(wèn)題；而用傳統(tǒng)檢測(cè)連接接頭進(jìn)行帶電檢測(cè)又存在著逆止閥不能正常復(fù)歸、漏氣等問(wèn)題，使得帶電檢測(cè)工作具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)而無(wú)法普遍開(kāi)展。因此，檢測(cè)周期往往很長(zhǎng)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患。

1.2 SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

為了及時(shí)掌握SF6充氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，湖州電力局著力于SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)的研究，通過(guò)自主研發(fā)具有專(zhuān)利技術(shù)的安全連接接頭并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SF6充氣設(shè)備不停電的測(cè)試，不僅節(jié)約了停電操作的人工成本，在提高供電可靠性的同時(shí)縮短了檢測(cè)周期，又確保檢測(cè)工作的安全。

湖州電力局還建立起一套完整的SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)制度與流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SF6充氣設(shè)備的周期性帶電檢測(cè)工作，充分掌握了SF6充氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了SF6充氣設(shè)備存在的隱患，并予以消除，從而為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

2 SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 傳統(tǒng)SF6充氣設(shè)備連接接頭的局限性

目前SF6斷路器及GIS氣室的檢測(cè)用連接接口，一般采用彈簧式逆止閥結(jié)構(gòu)。彈簧式逆止閥的開(kāi)啟壓力為1.2 MPa，動(dòng)作行程為7～10 mm，采用這種結(jié)構(gòu)的目的在于能夠有效防止氣室內(nèi)的SF6氣體泄漏。但是一旦氣體中含有的微小雜質(zhì)正好在閥口處或者氣體在閥口周?chē)耐牧髯饔脤?huì)引起彈簧式逆止閥關(guān)閉不到位，造成SF6氣體大量泄漏。所以對(duì)運(yùn)行中的斷路器進(jìn)行SF6氣體的含量測(cè)試時(shí)，存在著潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)SF6充氣設(shè)備的含量檢測(cè)需要停電處理，不僅浪費(fèi)了大量的人力，而且影響到供電的可靠性。為滿足供電可靠性的要求，勢(shì)必對(duì)停電檢測(cè)工作進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不可避免地拉長(zhǎng)對(duì)設(shè)備的檢測(cè)周期，增加了設(shè)備發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 安全連接裝置的原理

GIS設(shè)備與SF6斷路器帶電檢測(cè)安全連接裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，將充氣接口外螺紋旋轉(zhuǎn)位移作用與其內(nèi)部頂針推動(dòng)彈簧式逆止閥芯的直線運(yùn)動(dòng)分離。將充氣接口分成2級(jí)閥體結(jié)構(gòu)：一級(jí)閥體主要是完成接口裝置與彈簧式逆止閥的聯(lián)結(jié)固定，并形成內(nèi)部密閉小腔；二級(jí)閥的作用是通過(guò)螺紋旋轉(zhuǎn)推動(dòng)其內(nèi)部頂針頂開(kāi)彈簧式逆止閥芯，最終完成打開(kāi)彈簧式逆止閥動(dòng)作。同時(shí)將充氣接口與四聯(lián)通、壓力表、放氣閥以及三角閥、皮管等連結(jié)成為充氣套裝置。當(dāng)充氣完成后，先退出二級(jí)閥，通過(guò)壓力表的指示變化確認(rèn)彈簧式逆止閥已經(jīng)完全關(guān)閉，然后再退出一級(jí)閥，完成全部的充氣作業(yè)。

圖1 接口裝置結(jié)構(gòu)

如果壓力表的指示變化說(shuō)明彈簧式逆止閥沒(méi)有完全關(guān)閉，只要再次通過(guò)二級(jí)閥將彈簧式逆止閥芯進(jìn)退動(dòng)作1次，可保證彈簧式逆止閥芯完全關(guān)閉。此過(guò)程完全在密閉小腔內(nèi)完成，不會(huì)造成氣體泄漏，保證了充氣過(guò)程安全可靠，安全連接裝置的現(xiàn)場(chǎng)連接見(jiàn)圖2。

圖2 接口裝置的現(xiàn)場(chǎng)連接

3 SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

3.1 某220 kV GIS變電站主變壓器的斷路器備用間隔氣室微水超標(biāo)

在開(kāi)展對(duì)SF6充氣設(shè)備周期性的帶電測(cè)試工作過(guò)程中，對(duì)某GIS變電站進(jìn)行微水及組分普測(cè)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)主變壓器的斷路器備用間隔微水超標(biāo)，數(shù)據(jù)為605.4 μL/L。為了避免缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，立即對(duì)該間隔進(jìn)行停電換氣處理。

根據(jù)狀態(tài)檢修的要求，該GIS變電站的集中停電檢修安排在3年以后，若未及早發(fā)現(xiàn)此隱患，極有可能會(huì)發(fā)展為設(shè)備故障，從而引起電網(wǎng)事故與強(qiáng)迫停電，嚴(yán)重影響設(shè)備可靠運(yùn)行。

3.2 某SF6斷路器氣體含量異常

對(duì)某SF6開(kāi)關(guān)進(jìn)行普測(cè)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)含量出現(xiàn)異常，測(cè)試結(jié)果中顯示：氣體中出現(xiàn)了SO2成分，其含量為 21 μL/L， 微水測(cè)試結(jié)果為 198 μL/L，結(jié)果顯示異常，但是微水測(cè)試結(jié)果符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。考慮到該變電站在半年以后將進(jìn)行1次集中檢修，暫不對(duì)其進(jìn)行停電處理，將原計(jì)劃周期下半年集中檢修提前到上半年，及早處理了設(shè)備隱患，圖3為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試連接狀況。

3.3 功能拓展

圖3 220 kV SF6斷路器間隔微水測(cè)試

帶電檢測(cè)要將SF6充氣設(shè)備中的氣體引出，不可避免地會(huì)引起氣體質(zhì)量的損失，盡管每次測(cè)量損耗的氣量很小，但是常年累月下來(lái)會(huì)造成壓力的下降，另外運(yùn)行中設(shè)備也會(huì)由于漏氣導(dǎo)致壓力低而告警。如果不能進(jìn)行帶電補(bǔ)氣，還是需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行停電處理，對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性會(huì)產(chǎn)生影響。

用于SF6充氣設(shè)備的帶電檢測(cè)安全裝置，同樣可以應(yīng)用于SF6充氣設(shè)備的帶電補(bǔ)氣。將SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)與SF6充氣設(shè)備帶電補(bǔ)氣結(jié)合起來(lái)，對(duì)于健康的設(shè)備就完全不需要進(jìn)行停電處理，從而既確保設(shè)備健康運(yùn)行又保證檢修人員工作安全。

4 結(jié)語(yǔ)

安全連接閥的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)的SF6充氣設(shè)備進(jìn)行微水測(cè)試及補(bǔ)氣時(shí)需要對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行停電的問(wèn)題，豐富了帶電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的手段。通過(guò)建立SF6充氣設(shè)備帶電檢測(cè)制度，目前開(kāi)展了對(duì)湖州電力局所轄范圍內(nèi)所有10座GIS變電站985個(gè)氣室及393臺(tái)SF6斷路器氣體的周期性含量帶電測(cè)試工作，并將其測(cè)試數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)存檔管理，以備隨時(shí)查閱，使所有的SF6充氣設(shè)備都在可控狀態(tài)下運(yùn)行，大大提高了設(shè)備供電可靠性。

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