新型跨越式SF6設備充氣平臺的研究

張凱　高棟　趙航

摘 要：近年來，采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質的全封閉組合電器和高壓路器等設備得到廣泛應用。SF6電氣設備運行中經常因泄漏或者氣溫變化造成氣室壓力降低，使設備電氣絕緣及性能受到直接影響，造成設備安全隱患，因此檢修人員需經常對其進行帶電補氣工作。為滿足SF6設備充氣工作的需要，克服傳統工作方式的弊端，提高資源利用效率，該文介紹一種新型跨越式SF6設備充氣平臺，可以快速、安全、高效的完成充氣工作，保證設備可靠安全運行。

關鍵詞：SF6設備 移動裝置 登高 加熱

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0094-01

隨著電力工業技術的不斷發展，SF6氣體作為優良的熄弧、絕緣介質，在一次變電設備中的應用愈加廣泛。然而，由于受到生產水平、安裝工藝、運行環境等各方面因素的影響，部分SF6設備在長期運行過程中出現了不同程度的氣室壓力降低現象，造成設備絕緣性能下降，嚴重威脅電網一次設備的安全運行。因此，亟需研發一種能夠快速、安全、高效的對SF6設備進行補充氣體的裝置，消除因SF6氣體壓力降低帶來的安全隱患。

1 傳統充氣方式的弊端

目前，對變電站內SF6設備進行的氣體補充工作，多采用“手抬、車推、梯爬”等傳統方式，即依靠人力完成對SF6氣體鋼瓶的搬運工作；依靠推車完成轉移、運輸工作；用絕緣梯完成充氣作業現場的裝置連接工作。傳統作業方式不僅需要耗費大量的人力、物力，而且在設備轉移、安裝過程中需要跨越路基石、電纜溝等多種障礙，極易發生氣瓶碰撞，對周圍設備與工作人員人身安全造成威脅。此外，在作業方式上，對作業基準面較高的充氣點，傳統作業方式需要采用絕緣梯等工具輔助，作業過程費時、費力，且難度與風險較大；同時，傳統充氣方式還存在對氣體利用效率低的缺點，造成氣瓶內仍剩余氣體較多，形成資源浪費，這種現象在冬季氣溫低時更為突出，大大提高了充氣成本。

針對以上傳統SF6氣體充氣方式中出現的困難，到目前還沒有一個高效的、綜合的解決方案，只能針對各個情況，用傳統方式逐一克服，這樣大大增加了SF6氣體帶電充氣作業的成本與風險，降低了SF6氣體帶電充氣作業的效率。一種新型的跨越式SF6氣體帶電充氣裝置可以較好的解決實際工作中氣瓶運輸費力、越障困難、連接操作繁瑣、氣體資源浪費等多方面問題，實現SF6氣體帶電充氣作業的快速、安全、高效。

2 跨越式SF6設備充氣平臺的主要構成和特色

2.1 平臺移動裝置

變電站內的SF6設備大多都在水泥平臺上，其間還有各種線槽盒或其它復雜地形的阻隔。充氣平臺如果想要到達充氣設備的附近，就要具備能夠跨越各種復雜地形的移動裝置，且該裝置需要滿足以下幾點：平地移動良好，轉向良好，重心穩定，能翻越約20cm高的障礙物，省力輕便，能承載150kg的載荷重量等。

三輪組式移動裝置采用對稱的三個輪組作為前進載體，每個輪組依照行星輪系的運動方式，各個小輪既可以自轉，又可以一起繞中心軸公轉。平地行走時，兩個小輪自轉；在翻越障礙物時，當A輪到達障礙物邊緣后，B輪繞中心軸公轉，進而到達障礙物的上沿，這時施加外力，可使整個裝置以B輪為支撐點，抬到障礙物的上面，從而完成爬升或翻越的功能，并達到省力的目的，如圖1。

2.2 登高作業平臺

大多數SF6設備充氣接口位置較高，傳統的充氣方式需要使用絕緣梯，十分繁瑣。為提高作業效率，該裝置加入登高作業平臺。該平臺參考人字梯結構，利用氣瓶運輸車作為人字梯的一側，另一側設計為可伸縮的絕緣梯。移動時，伸縮梯可收于運輸車內，用卡扣固定；作業時，打開卡扣，將伸縮梯拉到與地面夾角成60°角位置，并打開附加支腿固定。為保證在梯子上安全可靠工作，氣瓶運輸車輪設置鎖止裝置，梯子底部采用絕緣防滑材料，如圖2。

2.3 氣瓶加熱裝置

充氣時，氣瓶中的六氟化硫需吸收大量熱量由液態變為氣態，而當環境溫度較低，沒有足夠外部熱源給氣瓶補充熱量時，會造成多半的六氟化硫殘留在氣瓶中無法排出，因此，為避免浪費、節約成本，需要對氣瓶進行加熱處理。

常用的加熱方式為汽油噴燈加熱氣瓶來補充熱源，其存在受熱面積不均勻、工作效率低等問題，并且存在嚴重的安全隱患。該氣瓶加熱裝置采用三組額定電壓為220V，額定功率為1000w的電阻絲并聯加熱，裝置簡單易控，三組電阻絲分別置于氣瓶底部、中部和上部，能使氣瓶內的六氟化硫液體迅速受熱后氣化，滿足SF6設備充氣過程中六氟化硫液體氣化大量吸熱的需求，提高了資源利用率及充氣速度。

3 效益分析

新型跨越式SF6設備充氣平臺的使用，可減少氣瓶在設備區搬運過程中帶來的巨大危險，同時大大減少工作時間和人力。根據充氣記錄，以每張作業票對5個氣室進行充氣作業計算，使用跨越式SF6設備充氣平臺可使每次作業時間減少40min，作業人員數量減少3人，一年將節省3720min的工作時間及279人次的工作量。

4 結語

通過系統整合，新型跨越式SF6設備充氣平臺，解決了傳統作業方式中運輸費力、越障困難、操作復雜、資源利用率低下等多方面問題，并且其結構簡單，容易維護，應用前景十分廣泛。

參考文獻

[1] 李金明，劉靜.大型SF6設備如何快速充氣-水循環加熱法[J].科技創新導報， 2012（16）：62-63.

[2] 鄧宇青，高世偉，胡曙明.淺談使用SF6氣瓶帶電充氣存在的問題及采取的措施[J].中小企業管理與科技，2012（8）：309-310.

[3] 彭勤建.電氣設備中SF6氣體的管理[J]. 云南電力技術，2003（4）：43-49.