SF6充氣設備的真空處理方法探析

康宇軒　楊凌　姚勇

摘 要：SF6充氣設備的真空處理持續時間長、規范要求多、工序復雜。如果不嚴格按照規范實施，則會使設備存在嚴重的安全隱患，危及電網和人身的安全，降低供電可靠性。在進行真空處理的施工過程中，需要選擇合適的施工方法，合理、規范、標準地進行各環節的施工。對此，就SF6充氣設備的真空處理施工方法和新技術進行了分析和探討。

關鍵詞：SF6充氣設備；真空處理技術分析；一體化真空處理裝置；電磁閥

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.057

SF6充氣設備具有良好的絕緣及滅弧性能，在電網中使用十分普遍。此類設備在安裝及檢修過程中，必須對設備進行真空處理。真空處理的要求十分嚴格，但在此過程中存在真空裝置與施工人員因各種問題出現失誤的可能。如何避免出現問題，需要對真空處理過程中易出現的失誤進行分析。

1 SF6設備真空處理現狀

在SF6充氣設備的安裝和檢修過程中，由于施工單位的施工器具及人員素質參差不齊，存在多種不利于真空處理嚴格按照規范實施的因素。對于真空處理裝置，在對SF6充氣設備抽真空過程中，常出現未使用出口帶電磁閥的裝置的情況。真空處理的持續時間與被抽真空的密閉氣室容積有關，在對容積較大的氣室抽真空時，為了達到真空度要求，真空裝置需要長時間運行。在此過程中，如果裝置電源故障，則出口不帶電磁閥的裝置便無法滿足使用要求。在真空度測量方面，使用麥氏真空計直接對SF6充氣設備進行真空度測量的方法也不可取。

SF6充氣設備為密封設備，已進行真空處理，并充入SF6氣體的設備無法通過外觀檢查發現問題，存在一定的安全隱患。為了避免事故的發生，需回收SF6并重新進行真空處理，這將耗費大量的時間和物力，進而造成了不必要的浪費。

2 真空處理裝置的使用分析

2.1 目的與標準

SF6設備在生產、運輸、安裝的過程中，其內部微觀結構比較粗糙，且在大氣環境下極易受潮。進行真空處理的目的主要是去除設備內部的水分，而水在真空度為133 Pa左右的氣化速度最快。

此外，真空度的保持也能作為設備檢漏的重要依據。《高壓開關設備六氟化硫氣體密封試驗方法》（GB 11023—1989）的第4.1.1條規定，抽真空檢漏應在真空度為113 Pa后，維持真空泵運轉30 min后停泵，30 min后讀取真空度A，5 h后再讀取真空度B，如果B-A<133 Pa，則密封良好。而在《氣體絕緣金屬封閉開關設備運行及維護規程》（DL/T 603—1996）第7.15.2條中要求B-A<67 Pa，其真空處理的標準十分嚴格。

在真空處理過程中，如果未能按照以上標準實施，則可能出現以下2類故障。

2.1.1 設備運行后微水含量超標

如果在施工過程中未嚴格遵循以上標準執行，未將SF6氣室內附著在粗糙表面的水分充分氣化并抽出，則在安裝后短時間內微水含量可能不會超標，但長期運行后，內部水分析出與SF6氣體混合，會使SF6氣體含量過高，我公司某變電站110 kV GIS就出現過此類情況——由于安裝單位在施工過程中未能有效對GIS內部進行真空處理，運行后多個氣室微水含量超標。經檢查，氣室未出現漏氣現象，交接試驗微水含量正常，不存在外部潮氣進入的可能。經解體檢修后，嚴格按照真空處理標準執行，故障氣室微水含量恢復正常。

2.1.2 設備運行后發生嚴重的漏氣現象

通過對真空處理設備進行真空度的保持，可以檢測出設備的密封性能。如果不滿足以上標準要求，則在運行中可能出現嚴重漏氣的現象。比如，我公司多個新投運的SF6充氣設備在運行不到一年的時間內出現了SF6氣體壓力降低的情況，其原因為設備密封較差，且在安裝、真空處理的過程中未能發現此問題。如果在運行后發現漏氣，則只能通過解體檢修解決問題，降低了供電可靠性。

2.2 對抽真空設備的要求

除了以上的對真空度的要求外，《氣體絕緣金屬封閉開關設備運行及維護規程》的第7.15.3條還規定，真空泵應設置電磁逆止閥和相序指示燈。這是為了防止在真空處理過程中，真空處理裝置意外斷電或相序錯誤，進而導致真空處理裝置電機停轉或運轉緩慢。此時，外界大氣壓可能將真空處理裝置內的機油或其他污染物倒灌進SF6設備內部，如果未能發現并處理，則會引起內部放電等重大故障。

3 真空計的選擇

SF6充氣設備在真空處理過程中使用的設備只需滿足10 Pa以上的要求即可。按照真空度的劃分，此類為粗真空，量程范圍內能使用的表計較多。在滿足使用需要的前提下，還要確定真空計是否會受到檢測裝置的影響。在國家電網公司發布的《十八項電網重大反事故措施》中要求，禁止使用麥氏真空計，因為此真空計為直接測量，表計內的水銀與被測腔體相連，通過水銀受壓力變化產生形變讀取數值。水銀在常溫、常壓下會氣化，形成水銀蒸汽，當開始測量時，水銀蒸汽進入被測腔體并附著在表面。在使用中，如果操作不當，麥氏真空計內的水銀可能倒灌進腔體，存在潛在的放電隱患。

4 一體化真空處理及測量裝置技術

在使用真空度裝置抽真空和檢測真空度的過程中，耗時較長，在滿足相關規程的前提下，可以使用抽真空、測量、自動控制一體化的裝置，既能避免人為操作出現失誤，也能通過自動控制系統提高真空處理的質量及效率

4.1 工作原理

該裝置主要是由真空泵、單向電磁閥、電子真空計、自動控制器等組成。在真空處理前，連接管道并檢查可靠密封后，啟動真空泵，當真空度達到預設壓力值時，電子真空計度數、記錄時間并啟動控制回路停泵，關閉電磁閥。在真空度維持一段時間后，自動控制器啟動真空泵，進入第二次抽真空，按照規定時間完成并測量合格后，裝置發出完畢信號。

4.2 功能特點

4.2.1 控制準確

該裝置通過電子真空計的測量及自動控制器的判斷，可定時、定量完成真空處理。

4.2.2 安全性和可靠性高

該轉職極大程度地減少了因人員操作失誤引起的安全風險和質量問題。

5 結束語

SF6充氣設備的真空處理技術，需要不斷總結、分析，通過對新技術的探索、使用提高真空處理效率和質量，從而提高電網設備的安全性和可靠性。

〔編輯：張思楠〕