LW6-110型SF6斷路器檢修加氣方法研究

付書林

摘要：SF6 斷路器是用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質的斷路器。本文根據工作實際，結合電氣設備檢修質量標準和電氣工程施工驗收規范，系統地敘述了SF6斷路器的基本知識和檢修技能，列舉LW6-110型SF6斷路器檢修加氣、壓力監視、氣體檢漏方法、LW6系列SF6斷路器現場充氣方法、LW6系列SF6斷路器現場水份處理及測量方法、LW6-110斷路器檢修中的注意事項。

關鍵詞：SF6斷路器;LW6-110型;檢修;加氣

一、SF6斷路器概述

利用SF6氣體作為滅弧介質的斷路器稱為SF6斷路器。SF6氣體無毒、不可燃、無嗅、無味，具有良好的絕緣性能，在均勻電場下正常氣壓的SF6氣體絕緣強度約為空氣的3倍。當壓力加到3×105Pa時，其絕緣強度和變壓器油接近。SF6氣體還具有很強的滅弧能力，SF6氣體的滅弧能力比空氣高100倍，利用高壓SF6氣體對弧柱進行強力吹弧時，滅弧能力更好。

SF6氣體在電弧作用下的分解：在電弧作用下，SF6氣體的大部分S和F已處于單原子狀態。溫度高于4000度時則形成離子。這些被分解的氣體在電弧熄滅后100μs時間內急速地再結合起來。大部分又變成原來穩定的SF6氣體，有極少部分的SF6氣體與發弧電極的材料和微量殘存水反應，同時還可見到少量低氟化硫氣體和微粉狀的析出物。SF6氣體在電弧作用下分解出的氣體有HF、SF4、SOF4、SO2F2。其毒性決定于六氟化硫氣體的濃度。SF6斷路器的滅弧裝置分為單壓式、雙壓式、旋弧式等。

二、SF6斷路器的滅弧原理

電極分開時，滅弧室內將產生電弧。由于SF6氣體具有負電的特性，且導熱性高，在電流行將過零時弧柱中的離子受到劇烈冷卻而迅速復合，在尚有電弧的燃弧區內SF6氣體分子吸附電子而形成負離子，因其質量甚大，故而與正離子碰撞、結合的概率大大增多，從而表現為極高的絕緣恢復速度，且不發生截流現象，不會引起有害的過電壓。而在SF6斷路器滅弧室內，由于特殊的結構，受壓的SF6氣體將對弧柱進行強力吹弧，從而使電弧迅速熄滅[1]。

三、LW6-110斷路器概述

LW6-110型SF6斷路器系三相交流50Hz的戶外高壓輸變電設備，用以切斷額定電流、故障電流或轉換線路，可進行三極分閘、合閘及自動重合閘，實現對輸變線路的控制和保護。

LW6—110型SF6斷路器，每臺由三相斷路器本體和一個液壓電氣控制柜組成，斷路器的每個單極分別安裝在各自的支架上，三極間采用液壓聯動操作。斷路器的一極為單柱斷口，主要由滅弧室、支柱、密度繼電器、聯接座、主貯壓器、工作缸、供排油閥和輔助油箱等部分組成，電氣控制柜內裝有控制閥、油壓開關、電動油泵、防震油泵、輔助貯壓器、信號缸、輔助開關、三極閥、主油箱及控制面板等元件。控制面板上裝有各種控制元件，可實現對斷路器的控制和保護。

LW6—110型SF6斷路器滅弧室為單壓式、變開距、雙噴吹結構，滅弧室中的動觸頭由工作缸直接操作，工作缸中的活塞桿通過聯接座與支柱內的絕緣操作桿連接起來。操作時帶動滅弧室內的壓氣缸、動觸頭和弧觸頭上、下運動，實現合閘和分閘。斷路器分閘時，壓氣缸內的SF6氣體被壓縮，在滅弧室結構和斷路器機械運動特性的配合下，適時向電弧區域噴吹，使電弧很快被冷卻和去游離而熄滅，并使斷口間的介質強度迅速恢復。斷路器合閘時，壓氣缸內的逆止閥片開啟，可加速向壓氣缸內進氣，從而迅速建立起開斷的良好壓氣條件，熄滅電弧。

四、日常檢查與處理

（1）外部檢查、清洗;（2）檢查清洗各瓷套;（3）檢查各油管接頭及動力單元有無漏油，必要時予以修理;（4）檢查SF6氣體壓力并補充到額定值;（5）檢查密度繼電器的動作壓力值;（6）操作機構日常巡視檢查。

五、LW6-110系列SF6斷路器的檢修

（1）壓力監視。“壓力監視”是液壓機構的重要組成部分之一，它主要用于測量、監視液壓系統的壓力值，也可借助于該部分的放油閥將液壓系統高壓油放回油箱。壓力監視的整體機構主要有壓力表、接頭、多通體、放油閥、壓力表閥及連接頭等組成。在現場安裝調試以及在開關運行期間做巡視檢查時，如需觀察液壓系統油壓情況，可將壓力表閥手輪逆時針旋轉打開閥門，則壓力表上顯示液壓系統油壓值。當開關調試檢修完畢投入電網運行時，必須將表閥關閉，使壓力表與液壓系統隔離。

（2）氣體檢漏方法。LW6系列SF6斷路器充SF6氣體后，需要對斷路器本體進行密封檢查。現場檢漏包括定性檢漏和掛瓶定量檢漏兩種。1.準備工作。充氣后打開定量檢漏孔螺堵24h后方可檢查，清除聯接座、拉桿及檢漏孔表面油脂，檢查SF6氣體壓力應為額定壓力，被檢漏周圍環境不得有SF6氣體，如有需吹拂掉。2.定性檢漏。定性檢漏其目的在于發現現場安裝中的局部安裝不當造成的明顯漏點。部位包括聯接座內拉桿、氣管焊口，本體、密度繼電器和氣壓表接頭連接密封處。檢漏方法：用檢漏儀探槍離被測點1-2mm緩慢移動。合格標準：檢漏儀上指針穩定狀態下應基本不動。如認為是殘余氣體，允許吹風驅趕1h繼續測量。局部包扎檢查：定性檢漏發現疑點，允許采用局部包扎法檢查，如果斷路器年漏氣率不大于1%即為合格。

（3）檢漏時的注意事項。定性檢漏可比較直觀的觀察一下密封的性能。如有疑點，可采用定量檢漏來最終確定漏氣率是否超標。經檢查某一部位漏氣，則需進行處理，直到合格。

六、LW6系列SF6斷路器現場充氣方法

（1）充氣。充氣前必須先抽真空，抽真空和充氣可以使用專用裝置，該裝置氣路連通，其中有5個閥門分別控制抽真空、測真空和充氣的程序，并配有一塊帶負壓的氣壓表。關閉和開啟閥門時不宜用力過大以免影響閥門密封和使用壽命。充氣時應該慢充，使液態氣體充分氣化后進入氣瓶，這樣氣瓶中的SF6壓力就是真實壓力。同時壓縮的SF6氣體流出汽化過程中需吸收外界大量熱量，使充氣管路、接頭和充氣裝置溫度驟然下降，表面結霜，膠皮管變硬，因此，充氣時不宜過快。

（2）充氣壓力的確定。技術條件中給出的氣壓值為20℃時的值，充氣壓力要根據環境溫度加以修正。

（3）LW6系列SF6斷路器現場試驗前液壓系統排氣方法。LW6系列SF6斷路器現場試驗前必須對開關液壓系統進行排氣，以排除混入液壓油內部的氣體，保證開關機械特性的穩定性。

七、LW6系列SF6斷路器現場水份處理及測量方法

LW6系列SF6斷路器在充SF6氣體前，必須進行水份處理和充氣后的水份測量，以便使斷路器內部SF6氣體中水份含量符合技術條件規定，如果水份超過規定要重新處理。

（1）水份處理。所需設備：包括真空泵、麥氏真空計、專用充氣工具和高純氮氣。抽真空：抽真空時間一般需幾小時，使真空度達133.3pa，并至少維持2h以上。抽真空的時間越長，真空度越高，則對降低氣體水份含量越有利。抽真空，聯箱和支柱同時進行，本體必須裝上密度繼電器一起進行。正確使用真空泵：使用隔膜式真空泵時，在斷路器本體處于負壓情況下，切記必須先關閉被抽管路閥門，后切斷電源停泵，防止泵中真空油倒吸入本體中。因此，在抽真空時，真空泵不得隨意停電。用高純氮干燥在抽真空后充SF6氣體前先充0.2MPa高純氮（99.999%），停留12h以上，再抽一次真空。如水份還不合格，則可重復以上過程，直至合格為止。

（2）水份測量。SF6氣體中水份含量是通過水份儀來確定的。所需設備：所需設備包括水份儀、減壓閥、高純氮。檢查氣體壓力：測量前檢查本體內SF6氣體壓力為額定壓力。測量時間：測量時間選擇在充SF6氣體后24h進行。氣候條件：為使測量力求準確，嚴禁雨濕天氣進行。

參考文獻：

[1]朱吉順，林宇，李楠，張潤金，凌俊煒.高壓斷路器狀態檢修策略研究[J].電力設備管理，2020（01）：39-40.