便攜式SF6補氣裝置的研制

許加凱，劉勇利，王健

（國網山東省電力公司濰坊供電公司，山東濰坊261000）

便攜式SF6補氣裝置的研制

許加凱，劉勇利，王健

（國網山東省電力公司濰坊供電公司，山東濰坊261000）

為提高SF6設備補氣工作效率，調查分析補氣工作現狀，研制出一套便攜式SF6補氣裝置。該裝置采用標準化通用接口，并配置不同的SF6設備補氣接口，設計結構緊湊、操作簡便，并在實際工作中得以推廣應用。

SF6；補氣；通用接口

0 引言

高壓SF6設備運行中經常需要檢修人員進行SF6氣體補充工作［1］，目前的補氣工作存在“準備工作繁瑣、補氣管路多通用性差、歸類管理復雜”的問題，導致補氣工作復雜且效率低下。

對SF6補氣工作現狀調查分析，研制出一套便攜式SF6補氣裝置，并在實際工作中得以推廣應用。

1 工作現狀調查分析

近年來，SF6氣體在電氣設備上得到了廣泛的應用，尤其是在高壓斷路器和組合電器中普遍采用SF6氣體進行絕緣和滅弧。SF6電氣設備運行中經常因泄漏而造成告警、閉鎖信號，需要檢修人員進行帶電補氣工作。

日常SF6設備補氣準備工作步驟繁雜，尤其是在確定SF6設備氣體管路的類型方面耗費了大量的時間。人為選擇的失誤會降低補氣管路選擇準確性，最終導致補氣工作的失敗。

對補氣管路類型進行統計調查，調查結果如圖1所示。

圖1 補氣管路類型

由圖1可知，補氣管路類型多樣，現階段并沒有通用性補氣管路。同一個變電站，由于技術改造和歷史原因，有多種SF6設備，一次補氣工作需要攜帶多套補氣管路。同時，補氣管路還存在著歸類管理復雜的問題。

在實際運行過程中，微水測量是由試驗班組進行，而氣體補充工作是由開關檢修班組進行，二者不同步導致了檢修工作效率的降低，同時增加了設備的運行風險。而針對SF6氣瓶和SF6設備進行微水測量時，需要連接口的轉換，增加了測試工作量。

針對存在的問題，開展便攜式SF6補氣裝置的研究，對于提高SF6補氣工作效率具有重要的意義。

2 便攜式補氣裝置的設計

2.1 設計要求

如何對SF6補氣管路設備進行補氣通用化和測量專用化進行集約改進，成為當前檢修補氣工作急需解決的技術問題。

研制SF6補氣裝置，應結構緊湊，氣密性好，耐壓性好，倉庫占用率小和出庫清點快，實現方便快速地補氣。

1）補氣裝置整體氣密性應達標，使用SF6檢漏儀檢查顯示數值不超過報警值。選擇合適的材料及精密的銜接工藝可以有效解決氣密性問題，通過SF6檢漏儀檢測裝置周圍SF6氣體濃度，準確測量漏氣速度。SF6體積分數與SF6檢漏儀信號對應關系如圖2所示。

2）根據GB／T 12022—2006《工業六氟化硫》和GB／T 8905—2012《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢測導則》，工業SF6應充裝在潔凈、干燥的氣瓶中。由圖3［2］可知，SF6臨界壓力和臨界溫度都較高，臨界壓力3.9 MPa，臨界溫度為45.6℃。在臨界壓力和臨界溫度下SF6氣體的密度［3］是7.3 g／L。在3.9 MPa以上的壓力，無論多么高，它的液化溫度都是45.6℃，是一條直線。因此，裝置所能承受的最小壓強為3.9 MPa。臨界溫度是液化的最高溫度，而臨界壓力是液化的最小壓力。

圖2 SF6氣體體積分數與信號對應關系

3）不需在倉庫清點選擇，即清點選擇錯誤率為0；出庫時間不超過30 s，縮短補氣工作準備時間。

將所有不同規格的補氣接頭集成在一件或一套裝置中，補氣時只需將此件（套）裝置帶上即可前往現場工作。如此一來省去了清點選擇的過程，同時也避免了裝置太多容易出現選擇錯誤的現象，實現入庫即可取走，到站即能使用。

圖3 SF6氣體壓力—溫度曲線

2.2 結構組成

研制本裝置的目的在于改進現有SF6補氣裝置中存在的缺陷，提供一種可對不同廠家SF6設備進行補氣及實時微水測量的便攜式SF6補氣裝置［4］。

如圖4所示，研制的新型便攜式SF6補氣裝置包括公共氣體管路、十字形接頭、通用接頭、專用測量設備接頭4部分。

公共氣體管路包括氣瓶、閥門、壓力表、減壓閥和氣體軟管。氣瓶、閥門、壓力表、減壓閥選用標準SF6補氣管路設備。氣體軟管采用吸濕率低的專用不銹鋼金屬軟管，補氣軟管的長度根據實際補氣工作需要選取合適長度，也可采用多節設計以根據不同管路長度進行配置。

圖4 便攜式SF6補氣裝置結構示意圖

十字形接頭包括十字形連接器、通用補氣公頭接口、備用補氣公頭接口和專用微水測量公頭接口。十字形接頭通過十字形連接器和氣體軟管與公共氣體管路連接，通用補氣公頭接口和專用微水測量公頭接口通過球型閥門與十字形連接器連接。通用補氣公頭接口掛有保護性橡膠插頭，起到防塵和保護接口的作用。

通用接頭由依次串接的通用母頭接口、連接軟管、SF6設備專用接口構成。SF6設備專用接口與SF6設備上對應的接口相連接。通用接口采用的是螺紋接口方式。通用SF6設備接頭，包括通用母頭接口、連接軟管、SF6設備專用接口，集中統一存放于專用設備接口箱中。圖4中僅列舉出A、B、C三種不同的SF6設備接頭樣式，實際應用中，SF6設備接頭依據不同廠家實際接口尺寸及連接方式進行適當調整，以滿足不同SF6設備補氣的需要。

專用測量設備接頭由依次串接的專用微水測量母頭接口、連接軟管構成，連接軟管的另一端與微水測量儀輸入端口相連接。

2.3 工作原理

便攜式SF6補氣裝置的通用SF6補氣和專用微水測量接口裝置是通過下述過程實現的。

氣瓶中的SF6氣體依次經過氣瓶、閥門、減壓閥進入到氣體軟管中，軟管末端連有十字形接頭。與該接頭相連的通用補氣公頭接口和專用微水測量公頭接口分別與通用SF6設備接頭和專用測量設備接頭相連接。與該接頭連接的備用補氣公頭接口作為備用，在需要時打開球型閥門可與通用SF6設備接頭相連接。通用SF6設備接頭與SF6設備的相應接口相連接，構成封閉管路，專用測量設備接頭與微水測量儀相連接構成封閉管路。通用SF6設備接頭可根據實際設備的類型配置一套或多套。

通過氣瓶閥門和十字形接頭處的兩個球型閥門，可實現對SF6氣瓶和SF6設備中的微水含量的測量。斷開備用補氣公頭接口側球型閥門，不連接通用補氣公頭接口，打開專用測量設備接頭側球型閥門和氣瓶閥門可測量SF6氣瓶中的氣體微水含量；斷開氣瓶閥門和備用補氣公頭接口側球型閥門，連接通用補氣公頭接口，打開專用測量設備接頭側球型閥門，可測量SF6設備中的氣體微水含量。

通過安裝在閥門后端與管路相連接的壓力表觀測管路中SF6氣體的壓力變化，通過氣瓶閥門和SF6氣體減壓閥控制氣體的流速與開閉。

3 應用效果

通用SF6補氣裝置研制，裝置各個部件的總體重量為12 kg，所有補氣接頭可以放置在1個40 cm× 30 cm×20 cm的箱子中，結構緊湊，便于拓展、查找與攜帶。

對組裝后的補氣裝置進行了氣密性試驗，在氣瓶壓力完全釋放，即3.9 MPa時，檢漏儀顯示數值最大為32，整體氣密性達標。在3.9 MPa的壓強下泄漏率為0.021 mL／h，不超過0.100 mL／h的工業氣密性要求。

圖5 現場使用效果統計

裝置研制成功后，立即將其投入到現場應用中，投入使用以來，因為裝置的集成存放使得裝置查找方便，出庫迅速。如圖5所示，攜帶準確率達到100%，出庫平均時間只需19.2 s。

4 結語

研制的便攜式SF6補氣裝置通過采用標準化通用接口裝置以匹配不同的SF6設備補氣接口，在進行補氣工作時僅需要攜帶1套補氣管路便可以滿足不同廠家的SF6設備的需求，增強了補氣管路設備的通用性和實用性，減少了倉庫存儲的空間，降低了歸類管理的復雜性。

設計的通用SF6設備接頭和專用測量設備接頭，可同時完成SF6氣體補充和微水測量工作，不需要更換專用接頭，通過氣瓶閥門和兩個球型閥門，可實現對SF6氣瓶和SF6設備中微水含量的實時測量，設計結構緊湊、操作簡便，簡化了工作流程，降低了實際工作量，提高了檢修工作效率。

［1］佟智勇，甄利，張遠超.SF6開關設備檢漏及漏點處理現場實踐［J］.高壓電器，2010，46（5）：92-94.

［2］DL／T 739—2000LW-10型六氟化硫斷路器檢修工藝規程［S］.

［3］郭小燕，甄利.變電檢修現場技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［4］許加凱，邱金海，李輝，等.一種六氟化硫接口裝置：中國，ZL 201420339300.8［P］.2014-10-29.

Development of Portable SF6Gas Refilling Equipment

XU Jiakai，LIU Yongli，WANG Jian
（State Grid Weifang Power Supply Company，Weifang，261000，China）

In order to improve the efficiency of SF6gas refilling devices，the working situation of gas refilling is investigated，and a portable SF6gas refilling device is developed.The gas refilling device uses the standardized interfaces which can suit different kinds of equipment.The gas refilling device has a compact structure and is convenient to operate.It has been widely applied in practice.

SF6；gas refilling；standardization interface

TM561.3

A

1007－9904（2015）04－0012－04

2014-12-02

許加凱（1987），男，主要從事變電站一次設備檢修工作。