淺談使用SF6氣瓶帶電充氣存在的問題及采取的措施

摘要：近年來，SF6氣體在電氣設備上的應用有了很大的發展，尤其是在高壓和超高壓斷路器以及全封閉組合電器上普遍采用。目前，新安裝的110kV及以上電壓等級的斷路器已經全部是SF6斷路器了。SF6電氣設備運行中經常因泄漏或者氣溫變化氣壓降低而造成告警、閉鎖信號，使得檢修人員經常對其進行帶電補氣工作；當SF6氣瓶內氣體較少或氣溫較低時，造成氣瓶內30%的氣體不能使用而造成浪費，即使壓力較高也不能順利進行補氣工作，現場經常用汽油噴燈或澆開水加熱的方法使SF6氣化后才能進行補氣工作，這樣既浪費氣體增加檢修時間，同時還存在安全隱患，為此，我們研發了便攜式SF6氣瓶增壓帶電補氣車來進行補氣工作，利用壓力自動控制、隨時加熱使液態的SF6氣化達到迅速充氣的目的，從而減少了氣體浪費，縮短了檢修時間，提高了工作效率，大大地提高了設備的可靠性和電網系統的穩定。

關鍵詞：SF6氣瓶 帶電充氣 問題 措施

0 引言

近年來，SF6在電氣設備上的應用有了很大的發展，尤其是在高壓和超高壓斷路器，以及全封閉組合電器上普遍使用。目前，新安裝的110kV及以上電壓等級的斷路器已經全部是SF6斷路器了。SF6電氣設備運行中經常因生產安裝不過關產生泄漏或氣溫變化氣壓降低而造成告警、閉鎖信號，使得檢修人員經常對其進行帶電補氣工作；六氟化硫由液態變為氣態，需要吸收大量熱量，若無外部熱源不斷補充熱量給氣瓶，氣瓶中將殘留多半的六氟化硫無法排出，由于不能給氣瓶補充熱量，當SF6氣瓶內氣體較少或氣溫較低時，即使壓力較高但因不能及時吸收熱量也不能順利進行補氣工作，由于忻州大部分變電站處于高寒地區，因此檢修人員經常采用汽油噴燈或澆開水加熱的方法使SF6氣化后才能進行補氣工作，這樣既增加了檢修時間，同時還存在安全隱患，為此，我們研發了便攜式SF6氣瓶氣體增壓車來進行補氣工作，利用壓力自動控制、隨時加熱使液態的SF6氣化達到迅速充氣的目的，同時小車式設計還方便現場搬運沉重的氣瓶，從而減少氣體浪費，縮短了檢修時間，提高了工作效率，解決了現場工作中的一個難點，也大大地提高了設備的可靠性和電網系統的穩定，具有較強的經濟效益和社會效益。

1 SF6氣瓶氣體的一般基本特性

1.1 SF6氣體一般采用鋼制高壓氣瓶盛裝，SF6氣瓶幾何尺寸一般為直徑220mm、高1450mm，氣瓶容積為40L，氣瓶的設計壓力為8MP，氣瓶充裝系數不大于1.17kgL，自重50Kg，氣體重40-45Kg，氣壓2.1-2.3MPa。出于安全考慮，嚴禁氣瓶過量充裝氣體。

1.2 SF6氣體的物理變化，SF6由氣態變為液態必須放出一定的熱量，SF6由液態變為氣態也必須吸收相同的熱量。只有這樣SF6才能由氣態、液態進行相互轉化。

1.3 氣瓶中的液態六氟化硫充入高壓設備時，六氟化硫由液態變為氣態，需要吸收大量熱量，若無外部熱源不斷補充熱量給氣瓶，氣瓶中將殘留多半的六氟化硫無法排出，最后因氣瓶不能補充熱量而造成近30%的SF6氣體殘留在氣瓶中，每瓶近12-15KgSF6氣體就浪費掉了。氣瓶內的氣體不能用完，在常溫下氣瓶內的殘余壓力不應低于0.2MPa。它在一個大氣壓下(即0.1MPa)，液化溫度為-62℃；在1.2MPa壓力下，液化溫度為0℃；一般充入斷路器的SF6氣體壓力為0.35～0.65MPa范圍(由充氣時的環境溫度具體確定)，其液化溫度為-40℃。

2 使用SF6氣瓶充氣時發生的問題

SF6電氣設備，由于安裝工藝、設備質量、氣候環境的影響造成漏氣或壓力降低，經常發出告警、閉鎖信號，直接威脅設備的運行安全和系統的穩定。只因一般的漏氣量較少，通常只用SF6氣瓶來對設備帶電進行補氣工作，夏季補氣工作還好進行，特別是寒冷季節，滿滿一瓶SF6氣體，壓力在2.3MPa左右，由于不能給氣瓶補充熱量，給設備充氣時，氣瓶外表面瞬間就結了一層霜，從而使補氣工作不能進行。這時就將SF6氣瓶多次放入開水盆中或用汽油噴燈進行加熱才能進行補氣工作，這樣就給檢修工作帶來了較大的不便，同時增加了安全隱患。

3 采取的措施：SF6氣瓶加溫增壓

3.1 我們經過反復實驗，開發研制了便攜式SF6氣瓶增壓帶電補氣車，該車克服了傳統加熱的缺點，加熱方式為外熱式，加熱單元采用不銹鋼加熱圈，多片加熱圈上下相合，將待加熱氣瓶置于其中，對氣瓶進行均勻加熱，同時采用壓力自動控制和顯示氣體壓力，使氣體恒定于某一設定壓力，防止氣瓶加壓過度，造成氣瓶爆炸事故，而且小車式設計便于現場搬運沉重的氣瓶，達到將氣瓶氣體安全、有效的順利充入電氣設備的目的。

3.2 便攜式SF6氣瓶增壓帶電補氣車，采用2組不銹鋼電加熱圈，每組加熱圈功率為1000W，根據需要分別控制；電接點壓力表，使用低壓力接點，設定壓力值高于氣瓶內氣體壓力20%即可，當壓力高于此壓力值時斷開電加熱圈電源，以防止氣瓶發生爆炸；電控箱電源開關使用交流220V帶漏電保護的開關；小車外殼要有可靠接地，保證檢修人員安全。

3.3 便攜式SF6氣瓶增壓帶電補氣車的增壓控制回路如下：

圖中SB1——合閘按鈕 SB2——停止按鈕 KM——交流接觸器 P——電接點壓力表 K——漏電保護開關 HR——電源指示燈 HG——加熱指示燈 EHD1、EHD2——不銹鋼加熱圈。

4 結論

經過大量實驗證明，采用便攜式SF6氣瓶增壓帶電補氣車進行補氣工作，利用氣體壓力自動控制、隨時加熱使液態的SF6氣化達到迅速充氣的目的，從而既減少氣體的浪費，節約了資金，又縮短了檢修時間，提高了工作效率，同時還大大地提高了現場操作的安全性，保證了設備的安全可靠運行。