變電站高壓斷路器壓力測量接頭的設計及應用

臧志剛

【摘要】本文設計了三種形式的壓縮空氣測量儀表、SF6密度繼電器專用接頭，采用接頭自密封的結構，解決了以往校驗儀表時必須泄壓或收集、干燥SF6氣體，且設備停電方可操作而導致的影響供電設備的可靠性、經濟性的問題，方便地實現了對壓力檢測儀表、SF6密度繼電器的現場校驗及維修。

【關鍵詞】斷路器 壓力測量接頭 設計 應用

1、引言

壓力類儀表及SF6密度繼電器是對高壓斷路器進行檢測的關鍵設備。對于運行中的斷路器，壓力測量裝置是用以實時測量斷路器氣動操作機構氣體壓力的重要檢測設備，通過壓力開關獲取的信息來控制增壓電機啟/停，實現氣壓異常報警、閉鎖重合閘等的重要作用。SF6密度繼電器是用來監視斷路器內SF6氣體密度多少，并根據情況及時準確地發出報警信號和閉鎖指令的重要設備。它們性能的好壞直接影響到斷路器的安全可靠運行。因此對壓力表、SF6密度繼電器的定期校驗是保證SF6高壓組合電器安全可靠運行的必要手段。然而現場校驗這些壓力裝置時存在如下問題：

1）必須停電操作。

2）要把儲氣罐中的氣體壓力泄為0，才可拆卸進行校驗，校驗后需要將儲氣罐氣體補充至額定壓力值，經常造成斷路器空氣壓縮機打壓時間過長而自動停機。

3）由于長時間的擠壓，有的斷路器內置自密封裝置的可靠性降低，要把斷路器本體的SF6氣體回收，才可拆卸進行校驗，校驗后需要將儲氣罐補充氣體，造成SF6氣體的浪費且工作時間較長。

4）由于校驗SF6密度繼電器后密封性難以保證，對斷路器的安全運行造成了隱患。

5） 除主變斷路器外，其它斷路器一般都是每天停一臺，檢修工作效率低，成本高。

6）目前一次設備都在推廣狀態檢修技術，一次設備檢修周期與儀表校驗周期不同，導致儀表無法校驗。

所以，重新設計不同形式的壓縮空氣測量儀表、SF6密度繼電器接頭，解決以上問題十分必要。

2、壓力接頭結構設計

通過變電站斷路器裝有的壓力表、SF6密度繼電器的相關斷路器進行仔細研究后，多次試驗后，我們設計制作了三種閥門接頭：AN接頭、JDY閥門和JL接頭。

3、技術要求

接頭裝置主要技術指標如下：

1）壓力范圍：（AN接頭）0～1.0MPa（絕對壓力）、（JDY；GL接頭）0～2MPa；2）允許使用溫度：-20℃～+60℃； 3）檢驗方法：（AN接頭）氮氣（水分體積分數不超過150×10-6）檢漏，（JDA；GL接頭）壓縮空氣檢漏。；4）閥體材料： HPb59-1 優質銅材 （銅為耐SF6電弧分解物腐蝕材料）；5） 存儲溫度： -50℃～+60℃；6）表面處理：鍍鎳；7）接口尺寸：本體連接口：M20×1.5表連接口： M20×1.5

8）重量≤0.5kg

4、接頭性能試驗結果

4.1 試驗室測試（測試報告略）

在檢驗環境條件：溫度20±2℃，相對濕度：65%的條件下對AN接頭加以1MPa；JDY、GL加以3MPa、的氣體壓力，分別測試60分鐘，24小時的泄漏測試，無泄漏。

4.2 現場測試

4.2.1 接頭不停電時更換自密封裝置的密封性能測試

4.2.1.1 JDY接頭裝置及GL接頭裝置

在斷路器壓力表接頭的停電更換工作，檢驗時拆下壓力表后，在接表端端口刷上發泡劑無氣泡產生。對加裝過接頭的斷路器進行不停電更換試驗驗證工作，試驗時拆下壓力表，在接表端端口刷上肥皂水30分鐘都無氣泡產生。

這兩次不停電更換試驗說明，接頭的自密封接頭密封性能良好，達到預期要求。

4.2.1.2 AN接頭裝置

對35kV斷路器SF6密度繼電器AN接頭裝置的加裝，進行不停電模擬更換試驗。在接表端口用包扎法進行氣體檢漏，8小時后無氣體泄漏。安裝好SF6密度繼電器后，通過校驗、充氣接口對斷路器本體進行SF6補氣。證明接頭密封性達到要求。

4.2.2 斷路器正常工作時接頭的密封性能測試

對JDY、GL兩種接頭裝置進行了8個月的試運行。通過對加裝前與加裝后的打壓次數進行對比，加裝前與加裝后打壓次數無變化，證明接頭的密封性能達到要求。

對AN接頭裝置同樣進行了8個月的試運行，我們對加裝前與加裝后的壓力示值進行對比，發現壓力示值基本無變化，證明該種接頭裝置的密封性能達到要求。

5、 JDY接頭及GL接頭的應用

熱工儀表專業人員對35kV 、220kV斷路器空氣壓力表加裝了相應的接頭裝置后，進行了不停電模擬驗證工作，間隔一個月后又進行了一次不停電模擬驗證的工作， 通過兩次不停電驗證以及對打壓次數、斷路器運行正常的觀察，該接頭裝置運行效果達到設計要求。從2008年1月至8月對加裝后8個月的壓力值進行對比（35kV SF6斷路器年漏氣率小于小于1%），結果正常。

6、結論及推廣

三種接頭裝置安裝后，能使這些斷路器在不停電的情況下就能方便快捷地拆卸、校驗壓力表或SF6密度繼電器，節約了成本，節省人力，大大提高了工作效率。同時由于SF6密度繼電器不用拆卸就不會影響密封性能，從而有效保證斷路器安全穩定、可靠經濟的運行。

（1）220kV3 斷路器空氣壓力表加裝接頭后，可在不停電的情況下進行校驗或更換處理；35kV8臺斷路器SF6密度繼電器加裝接頭后可在不停電的情況下進行校驗、更換及通過接頭對設備進行抽真空和充氣處理。

（2）加裝接頭后節約了成本、人力開支，大大提高了工作效率。同時由于不用拆卸就不會影響密封性能，從而有效保證開關安全穩定、可靠經濟的運行。

（3）JDY、GL接頭經過三年的安全運行、AN接頭經過二年的安全運行全部達到預期目的，可推廣使用。通過在壓力表計上加裝接頭裝置，使拆裝和校驗這些表計不受停電限制，不僅減輕了運行人員的負擔，同時由于不受停電計劃的限制，儀表檢修人員一天能按計量周檢計劃校驗儀表，大大提高了工作效率。若安裝AN接頭由于不用拆卸就不會影響密封性能。所以，對已運行的相關的設備，可以考慮采用以上三種接頭，用以保證計量檢定的可靠性和準確性，完成計量周檢計劃而不影響電網設備的安全運行。

7、建議

綜上所述，提出如下兩點建議：

1）電力企業應要求各供電公司在采購斷路器的合同上提出相應技術規范，在壓力類儀表前必須安裝一個閥門式連接裝置，保證其可在不停電的情況下進行校驗或更換處理，而不影響氣動操作機構、SF6斷路器的安全可靠運行。

2）對已運行的斷路器，結合停電檢修逐步安裝閥門式連接裝置，保證以后斷路器不因為測量儀表而影響正常運行，并且在不停電的情況下可進行壓力類儀表的校驗或維修。