萬用組合式自封SF6氣體充氣管道的研制

張磊+錢開一+仇文藝

摘 要： SF6充氣設備在充補氣時必須使用專用的充氣管道，而目前并沒有專門制定相關標準，使用的充氣管道基本是自制，所用的材料大都是易老化、含水量較高的氧氣皮管，水分和雜質便能輕易進入設備，造成極大危害；再者，自制且簡易的充氣管路使用年限短，接頭與皮管間綁扎不牢易脫落，使用和保管極不方便。因此開發設計一款萬用組合式自封SF6氣體充氣管道，從源頭有效杜絕水分及雜質進入SF6設備內部，加裝標準壓力表，使得充補氣工作更加標準、方便。

關鍵詞： 特氟龍；密封性；任意組裝性；壓力表

0引言

近年來，隨著我國電力工業的迅速發展和技術裝備水平的提高，SF6電氣設備已大量投運。目前，在我國SF6氣體絕緣斷路器和SF6氣體絕緣變電站（GIS）的應用已是相當廣泛。由于SF6設備經過長時間運行經常存在漏氣的可能發生，這就需要定期進行補氣，補氣作業時存在以下常見問題：

1）往設備中充入、補入的氣體通常混入空氣，嚴重影響SF6氣體質量指標；

2）補氣管道的長短不易控制，有的地方需要比較長的管道，攜帶非常不方便，并且笨重，由于補氣管道不是自封的，補氣完成后管道內的SF6氣體只能排空了，即污染空氣，又浪費了SF6氣體，不可取；

3）補氣時對SF6氣體的流量和壓力控制不準確，有時，待補氣設備里的SF6氣體的壓力等狀態參數也不便得知，這給補氣過程帶來困擾；

4）目前常用的補氣管道不耐低溫，也不帶保護結構，通常零下幾度就不容易彎曲，管道連接過程和測量過程中比較不方便，同時在戶外環境比較惡劣的情況下，管道容易被損壞；

1、技術背景

1.1、SF6充氣設備的安裝、解體檢修后的組裝、密封性能降低后的漏氣等等都需要及時進行充補氣；

1.2、SF6設備必須嚴格控制水分含量：水分嚴重超標將危害絕緣，影響滅弧，并產生有毒物質，原因如下：

1）含水量較高的氣體在電弧作用下被分解，SF6氣體與水分產生多種水解反應，產生W03、 CuF2、WOF4等粉末狀絕緣物，其中CuF2有強烈的吸濕性，附在絕緣表面，使沿面閃絡電壓下降，HF、H2S03等具有強腐蝕性，對固體有機材料和金屬有腐蝕作用，縮短了設備壽命；

2）含水量較高的氣體，在電弧作用下產生很多化合物，影響SF6氣體的純度，減少SF6氣體介質復原數量，還有一些物質阻礙分解物還原，滅弧能力將會受影響；

3）含水量較高的氣體在電弧作用下分解成化合物W02、 SOF4、S02F2、SOF2、S02等，這些化合物均為有毒有害物質。

2、現有技術缺點及本發明目的

2.1、現有SF6充氣設備充氣管路結構特點

1）使用的皮管通常為氧氣皮管，其水分含量較高，易老化；

2）皮管與各個接頭的連接通常用鉛絲綁扎，密封性能差，并且不能經受高壓力，經常發生接頭漏氣、脫落等現象；

3）充氣管路中沒有配置標準壓力表，不能與SF6設備的實際壓力進行比對。

2.2、本發明目的

針對現有技術的以上缺陷，本發明是用于SF6充氣設備進行充補氣工作的專用設備。

3、本發明技術方案詳細闡述

3.1、本發明結構示意圖如下圖所示：

圖1 萬用組合式自封SF6氣體補氣管道示意圖

3.2、本實用新型充氣管道組成

如圖1所示，本發明包括5部分組成：

1）萬用自封接頭

圖1中標號1的一端為M20×1.5萬用接頭螺母，連接所需補氣的SF6設備各種接頭，另一端連接世偉洛克母型自封接頭標號2的一端，就這樣1和2組成了該萬用組合式自封SF6氣體補氣管道的萬用自封接頭部分。該部分的特點是：相對獨立，安裝方便，自封。

2）針型閥體后級自封管道

圖1中標號3的一端為世偉洛克公型接頭，帶頂針端連接世偉洛克母型自封接頭標號2的另一端；標號4為特氟龍管，用于高純SF6氣體通道，外部金屬保護管；標號5為世偉洛克母型自封接頭；標號2和3為插拔式自封快速連接接頭，只需要2，3對插一下，就將本實用新型的一，二部分快速連接起來了。該部分的特點是：管道耐高壓，耐低溫，軟管，可以盤起來，收放自如。

3）針型閥體

該部分由圖1中標號6，8，數字顯示壓力表標號7，流量調節閥標號9組成。標號5和6為插拔式自封快速連接接頭，只需要5，6對插一下，就將本實用新型的一，二，三部分快速連接起來了。此時，調節針型閥旋鈕，待補氣設備中SF6氣體壓力通過數字顯示壓力表快速并且準確地顯示出來了。本部分特點：完全自封，避免空氣污染；可調節補氣流量；準確顯示SF6氣體壓力；體積小，管路連接方便，操作簡單。

4）針型閥體前級自封管道

本部分同針型閥體后級自封管道，它主要作用是加長補氣線路，防止鋼瓶無法搬運到某些地點。圖1中標號10為世偉洛克母型自封接頭，與標號8實現快速自封連接，如此就將一，二，三，四部分快速連接起來了；標號12為世偉洛克公型自封接頭，與標號13實現快速自封連接，將一，二，三，四，五部分快速連接起來了。

5）氣源連接管道

該部分由圖1中標號13，帶金屬保護管的特氟龍管標號14，與鋼瓶減壓閥連接的活接螺母標號15組成。這部分管道較短，與鋼瓶連接好后，便不再拆卸，使之與鋼瓶標號16成為一體。如此，整個補氣管路便連接完成。

4.推理方式推導本發明優點

將該實用新型的一，二，三部分連接起來，便得到一個精準的壓力表，即可以顯示真空度，又可以顯示正壓，這樣便能輕松獲得SF6設備內SF6氣體的狀態，判斷是否需要補氣。另一方面，將世偉洛克公型自封接頭8連接到SF6氣體取樣瓶上，調節調節針型閥，便可以從SF6設備中取樣，以便分析設備中SF6氣體的密度，露點，分解產物等等。

主要優點如下：

1）各個部分相對獨立，安裝方便，操作簡單，便于存放；

2）管路自封性強，耐2Mpa高壓，耐-40℃低溫，優質特氟龍管軟管，帶金屬外殼保護，可直接盤起來，室外惡劣環境下同樣適用；

3）針型閥體部分小巧實用，即可實現氣體流量調節，又可準確測量氣體壓力，同時連接管路方便快捷，且完全自封，避免空氣污染管道內氣體。

5、技術亮點

1）充氣管路標準化。材質使用特氟龍管道，保證干燥清潔，杜絕水分和雜質入侵設備本體；

2）可靠的密封性。各部接頭均采用世偉洛克接頭，保證密封可靠；

3）任意組裝性。世偉洛克接頭拔插極為方便，即使帶有壓力也輕松完成；

4）實時標準壓力。標準壓力表能夠準確指示壓力值，對未裝設壓力表的設備極為方便；

5）壓力表校驗功能。控制配套閥門的進出氣量即可；

6）長期保管及攜帶。外層加裝金屬保護管，不易磨破及老化。■