便攜環保型六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置的設計與實施

張曉春

（貴州電網安順供電局，貴州 安順 561000）

1 背景研究

六氟化硫（SF6）氣體有良好的絕緣性能和滅弧性能。耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍，是一種優于空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質材料。六氟化硫以其良好的絕緣性能和滅弧性能廣泛使用在高壓斷路器、變壓器、氣封閉組合電器、互感器等電器設備上。現有六氟化硫氣體補充裝置在使用過程中發現以下問題：1）六氟化硫斷路器生產廠家多，配套的六氟化硫氣體補氣裝置也多，結構各異，一套六氟化硫氣體補充裝置只能使用在一個廠家生產的一種型號六氟化硫斷路器上，充氣接頭和管道的配置占據了大量的溫濕度儲存柜；2）不同廠家配套的六氟化硫氣體補氣裝置充氣接頭外形相像，檢修人員外出工作時常拿錯六氟化硫氣體補氣裝置；六氟化硫氣體補氣裝置不能相互通用造成了浪費，對管理各式充氣接頭和管道造成困難；3）不同氣體管道與接頭連接需要不同工器具進行連接，安裝使用不便；4）通過螺栓固定和綁扎方式連接充氣管，斷路器內的六氟化硫氣體容易泄漏，對人體和環境造成危害。

2 六氟化硫氣體的性質與SF6氣體斷路器特點

六氟化硫氣體斷路器是利用SF6氣體作為絕緣介質和滅弧介質的新型高壓斷路器。SF6氣體是無色、無臭、不燃、無毒的惰性氣體。它的沸點是-62℃，工作溫度達150℃，密度是空氣的5.1倍，熱導率是空氣的2.5倍。0℃時，1.408MPa下SF6氣體會變成液體。SF6氣體有較高的介電強度，在均勻電場和相同條件下其絕緣強度是空氣的2.5～3倍；0.304MPa下，SF6氣體的絕緣強度與變壓器油的絕緣強度相同，因而采用SF6氣體作為電器的絕緣介質，可以縮小電器的尺寸。根據統計，對于110kV的戶內設備，若采用SF6全絕緣組合電器，其占地面積為原來戶內設備的30%，體積是原來的15%。若與戶外設備相比，占地面積只占敞開式設備的5%。

SF6氣體斷路器的優點是：1）斷口耐壓高。SF6氣體斷路器的單元斷口耐電壓高，與相同電壓等級的油斷路器相比，SF6氣體斷路器斷口數和絕緣支柱數較少，因而零部件數量相對減少。2）開斷性能良好。SF6氣體斷路器的開斷電流大，滅弧時間短。開斷小電感小電容電流時，其過電壓值較小，不會產生過電壓，不需要用并聯電阻。3）允許的開斷次數多，檢修周期長。SF6氣體被電弧作用后分解少部分低氟化物，這些低氟化物在電弧熄滅后，在極短時間（10-6s）內能重新結合為SF6氣體，且在電弧作用下的分解物不含碳等影響絕緣能力的物質。在嚴格控制水分的情況下，生成物沒有腐蝕性。因此開斷后SF6氣體的絕緣強度不會下降，允許的開斷次數多且檢修周期長。4）操作時噪聲小，壽命長，對恢復電壓不敏感。本實用新型公開了一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭、空氣快速接頭、充氣管接頭、充氣管和氣體減壓閥。采用本實用新型，只需一套裝置就能對不同廠家的不同型號六氟化硫氣體斷路器進行快速充氣，操作效率高，省時省力，節約成本，易于管理。

3 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置的設計方案

本實用新型的技術方案是：一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭、空氣快速接頭、充氣管接頭、充氣管和氣體減壓閥。將原來各廠家生產的結構各異的六氟化硫氣體補氣裝置統一簡化為“接頭”+“空氣快速接頭”+“充氣管接頭”+“充氣管”+“氣體減壓閥”的結構形式，省去了不必要的部件，保留核心的充氣功能所必須的部件，使得該裝置能夠通用。使用一套與廠家生產的不同型號斷路器所對應的“接頭”，配合通用部件就可在不同廠家生產的不同型號六氟化硫（SF6）斷路器上使用。從而在進行斷路器補充六氟化硫（SF6）氣體及維修抽真空工作時，極大的提高了生產效率，避免了眾多原廠配置設備的閑置和浪費。瓷瓶支柱式和其他戶外高壓斷路器相似，滅弧裝置在支柱瓷套的頂部，由絕緣桿操作。其優點是系列性好，以不同個數的標準滅弧單元與支柱瓷套，可組成不同電壓等級的斷路器。落地罐式類似于箱式多油斷路器，滅弧系統以絕緣件支撐在接地金屬罐的中心，借助于套管引線。這種結構抗振性好，便于加裝電流互感器，但系列性較差。所述的接頭與各廠家的六氟化硫氣體補氣裝置接頭一致，組成一套充氣接頭，并統一放置在一起。

圖1 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結構示意圖（未配充氣接頭）

圖2 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置爆炸圖

圖3 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結構示意圖（配有接頭1）

充氣管為金屬軟管。金屬軟管較橡膠管的優勢明顯，能簡化與充氣管接頭的連接。充氣管接頭為卡套式金屬軟管接頭。充氣管在接入時只需插入即可，不必使用螺栓固定和綁扎的方式連接。對密封要求很高時，可以直接將充氣管接頭和充氣管直接焊接在一起。氣體減壓閥為氧氣表。由于氧氣表是常用的設備，成本較低。空氣快速接頭與接頭，空氣快速接頭與充氣管接頭均采用螺母連接，拆卸方便。空氣快速接頭的使用簡化了連接過程，能很好的防止氣體泄漏。

空氣快速接頭可通過卡扣連接與充氣管配套使用，當空氣快速接頭和充氣管連接時，通過氧氣表閥門調節關閉閥門，不會造成六氟化硫（SF6）氣體外泄，不會對人體和環境造成危害。這樣一套便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，在新購斷路器時就無需再購買原廠配套的六氟化硫（SF6）充氣裝置。

圖4 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結構示意圖（配有接頭2）

4 便攜式SF6氣體斷路器快速充氣裝置實施方式

如圖1和圖2所示，一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭（1）空氣快速接頭（2）充氣管接頭（3）和充氣管（4）充氣管4的另一端連接氣體減壓閥，氣體減壓閥連接六氟化硫（SF6）氣瓶。氣體減壓閥采用氧氣表，充氣管接頭3為卡套式金屬軟管接頭，充氣管4為金屬軟管。使用時，由于空氣快速接頭2和充氣管接頭3上都有螺紋，因此通過螺母可將上述部件快速

連接，再將充氣管4插入，空氣快速接頭2插入即可。圖3和圖4所示為與不同廠家的接頭1匹配的充氣裝置。

所有使用的接頭1組成一套，放置在50mm*40mm*25mm的箱子內，大大節省了保管儲存空間，使用時也不宜拿錯或遺漏。

本實用新型與現有技術比，通過制作一套接頭，配合充氣裝置完成充氣，每種接頭都能夠與空氣快速接頭連接配套，安裝簡單、省時省力。不需要工具就能實現接頭和各部件的連通或斷開，在連接通氣時只需要將充氣管插入充氣接頭，旋緊螺母，將空氣快速接頭插好即可。解決了以往連接需要使用工具的問題。

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