SF6气体快速充气装置的研制与应用

SF6气体快速充气装置的研制与应用

唐智强 ,杜启业 ,邓瑞鹏 ,洪慎 ,柳广兴

广东电网有限责任公司东莞供电局  广东东莞  523000

摘要：本文所述的快速充气装置作为一种基于GIS技术的装置，具有安装简单并且不存在漏气情况的优势，此外本文所述的充气装置电气连接效果相对较好、能够保持整体结构的稳定性。该设备在使用过程中由于标识相对较为清晰，且能够以较为简单的形式收纳整理，因此该设备在长期使用过程中能够保持使用的安全以及稳定性。本文所述的设备能够用于具有与该充气装置相适配的充气阀的110kV及以上GIS设备上，通过与GIS气室的充气阀的可靠连接可以实现对GIS设备的带电补气作业，有效的解决了此类GIS设备气压低时无法补气的难题，有利于变电站的GIS设备的长期稳定运行。

关键词：SF6 快速充气 充气装置

引言

对于运行中的GIS设备，如果SF6气体出现泄漏问题，会导致设备中的气体压力有所下降，如果压力达到了闭锁值，则开关就无法再继续操作，这对于设备的正常安全运行有着直接的影响。此外，漏气可能进一步导致水分渗入，从而使得设备的微水值升高，从而可能对设备绝缘性能产生危害，甚至造成闪络击穿。因此，如果出现漏气则要及时补充SF6，若无法解决该设备的补气问题，将会对该设备的安全运行留下极大的安全隐患。然而，由于GIS设备寿命较长，目前在运的部分GIS设备已经出现存在生产厂商停产、停运等问题，同时由于此类GIS设备充气阀结构特殊，普通充气装置无法实现对该类设备的带电补气。本文针对上述问题展开研究分析，研制了一种针对此类设备专用的充气装置，该装置具有气密性好，连接可靠等优点，有效避免了该类设备在气压低时无法及时补气而使得问题进一步过大的风险，在电网生产作业中有广阔应用前景。

1 用途分析

由于GIS气室气压过低时通常可以采取带电补气，且气室容量相对较大、气室较多，因此补气作业要求装置密封良好，连接可靠，确保补气作业过程中不发生漏气，连接中断等事故，因此设备优化的方向主要在于密封结构的设计以及装置材料的选择。该装置能够确保GIS设备的补气过程的可靠连接，保证补气作业过程中的人身和设备安全。

2 技术原理

2.1 充气装置

该装置的结构包括减压器、设备充气管路、制止阀、接头以及气体存放箱，该装置采取滑动密封、静密封以及动密封等多种密封配合的方式保证密封的在装置当中，减压器配套有气瓶以及管路侧表、减压阀，减压阀与管道以及充气瓶相连，能够对充气过程进行有效的控制。本文所述的装置为能够便携使用的设备，为提高设备的机动性，该装置的箱底增加了4个万向轮，为便于使用该装置同样配套有专门的吊装设备。

图1 充气接头剖面图

图2 充气软管结构示意图

2.2 充气装置应用

2.2.1 清洁和检漏

尤其使用过程中装置充气管当中可能存在杂物以及污染物，因此使用装置进行充气前首先需要对包括充气管在内的各个部件进行清洁、检漏。

2.2.2 充入气体

充气过程中，需要采用专门的吊装工具将SF6气体吊装并放置在快速充气装置当中，SF6气体使用的气罐容量相对较为固定，因此本文所述装置能够满足同时安装多个气罐的需求，吊装过程中按照气体总量的需求安装气罐即可。

2.2.3 调整充气压力

在该装置当中每个气瓶均配套有充气接头，使用接头能够将接头与充气管路连接在一起。装置使用时，需要首先将装置的减压阀关闭，在打开充气阀后再重新打开减压阀，充气过程中需要根据每个气室的额定要求对压力进行调整。压力调整完成后气室压力需要高于额定压力0.1MPa。上述流程完成后，需要将气室压力上调至0.2MPa，装置使用过程中所有气室的压力均提升至0.2MPa后，才能够保证气室压力维持在稳定状态。

2.2.4 GIS充气施工要点

本文所述的GIS快速充气装置的施工要点包括：①开始抽真空环节前，需要首先对装置的密封性进行检查，保证装置处于完全密封后才能够进行后续的施工作业。②该装置对真空型的要求相对较高，因此使用该装置时需要对装置真空度、保持真空的时间以及真空状态下泄露情况等进行检查，以判断装置的真空性能是否能够满足使用的需求。③使用该装置时，需要在关闭减压阀的情况下开启装置，充气过程中需要首先关闭减压阀，在按照规定开启充气阀后才能够再次开启减压阀。充气环境温度相对较低的情况下，需要开启内部加热设备对装置进行加热。④装置抽真空完成后需要进行两次充气，第一次充气后应当为微正压，第二次应当为额定压力的一半。⑤SF6充气至额定压力4h后，经过检测需要保证气体纯度达到97%以上，24h后的漏气需要控制在0.5%以内。⑥含水量需要在充气完成10h后检查。

2.2.5 GIS充气工艺要点

使用该装置进行充气，工艺要求如下：①充气部分需要保证管路以及构件清洁且不存在渗漏，抽真空需要采用电磁逆止阀，且抽真空完成后需要检查真空相关数据，保证真空型达到标准。②充气过程中充气阀门不宜开启过大，充气压力需要控制在合理范围内，即充气压力表需要保持稳定，不存在指针严重抖动情况。③重启前需要对SF6气体的纯度以及含水量等进行检测，用于充气的气体纯度需要达到99.9%以上，且气体当中的空气含量需要控制在0.04%以内。④充气过程中需要对SF6气体的含水量进行有效控制，断路器气室含水量不应超过150μL/L，其他气室的含水量则不应当超过250μL/L。⑤充气完成后24h需要对装置的密封性进行检测，检测时要求气体泄露控制在1×10

-2Pa·㎝3/s才能够认定装置密封性符合要求，装置年泄露需要控制在0.5%以内。⑥充气过程中需要对气室内的压力情况进行检测，当气室内的压力小于额定压力时，需要通过加热等形式提升气室内部压力，以此提高充气的速度。

2.2.6 注意事项

采用本文所述装置进行快速充气时，需要注意如下几个主要方面。①使用该装置存在湿度的要求，使用该装置时需要保证使用空间的温度在80%以内；②使用该装置进行充气时，当气瓶内部的压力小于0.5MPa则装置能够自动停止充气；③使用本文所述装置进行快速充气时，充气完成或充气过程中出现故障则装置能够自动止阀，以此保证装置的使用安全。

3 关键技术和创新

本装置的创新优势主要体现在如下几个方面：①本装置采用了滑动密封、静密封、动密封等多道密封设计，通过不同装置的密封配合有效的保证了充气过程中的密封性；②充气接口连接方便，且具有快速截止功能，便于在发生意外时能够迅速封闭气室，避免在运设备发生大量气体泄漏事故。；③该装置的底部增长了万向轮，并且每套装置均配套了吊装使用的设备，即设备能够便携携带且使用同样相对较为便利。

4 技术优势分析

该充气接头通过装置内螺纹与GIS设备充气阀的外螺纹的连接、底座连接部分的外螺纹与锁紧套筒的内螺纹的连接，实现充气接头与GIS设备充气接口的可靠连接；充气接头内部各结构之间、充气接头与GIS充气接口连接处、充气软管首尾连接处需有良好密封，且能保证0.6MPa压力下，充气装置无损坏变形现象；该装置采用快速接头实现与软管以及减压阀接口的快速可靠连接。

5 推广及应用前景

有效解决了目前生产商已停产的在运GIS设备充气工具缺乏的困境，避免了该类设备在气压低时无法及时补气而使得问题进一步过大的风险，在电网生产作业中有广阔应用前景。可推广应用于所有带有该特殊结构的充气阀的GIS设备的带电补气作业中，应用前景广阔。6 经济效益分析

多功能充气装置，在降低施工成本方面同样具有显著的作用。首先由于使用本装置能够有效缩短GIS设备的充气周期，因此通过缩短工时能够在很大程度上降低工程的成本。其次通过使用该装置能够保证充气的密封性，降低SF6气体泄露的风险，通过对密封性的保障不仅能够避免对环境造成影响，同样能够减少施工的整体成本，降低GIS设备的使用成本需求。

结语

本文所述，该装置密封性能好，安全性高，同时可以随身携带，方便快捷。依靠该工具，保证了梅兰日兰GIS设备的带电补气作业的气密性和安全性。有效解决了目前生产商停产的在运GIS设备充气工具缺乏的困境，避免了该类设备在气压低时无法及时补气而使得问题进一步过大的风险，在电网生产作业中有广阔应用前景。

参考文献

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