淺談使用SF6氣瓶帶電充氣存在的問題及采取的措施

摘要：近年來，SF6氣體在電氣設(shè)備上的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，尤其是在高壓和超高壓斷路器以及全封閉組合電器上普遍采用。目前，新安裝的110kV及以上電壓等級(jí)的斷路器已經(jīng)全部是SF6斷路器了。SF6電氣設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)常因泄漏或者氣溫變化氣壓降低而造成告警、閉鎖信號(hào)，使得檢修人員經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行帶電補(bǔ)氣工作；當(dāng)SF6氣瓶?jī)?nèi)氣體較少或氣溫較低時(shí)，造成氣瓶?jī)?nèi)30%的氣體不能使用而造成浪費(fèi)，即使壓力較高也不能順利進(jìn)行補(bǔ)氣工作，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常用汽油噴燈或澆開水加熱的方法使SF6氣化后才能進(jìn)行補(bǔ)氣工作，這樣既浪費(fèi)氣體增加檢修時(shí)間，同時(shí)還存在安全隱患，為此，我們研發(fā)了便攜式SF6氣瓶增壓帶電補(bǔ)氣車來進(jìn)行補(bǔ)氣工作，利用壓力自動(dòng)控制、隨時(shí)加熱使液態(tài)的SF6氣化達(dá)到迅速充氣的目的，從而減少了氣體浪費(fèi)，縮短了檢修時(shí)間，提高了工作效率，大大地提高了設(shè)備的可靠性和電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：SF6氣瓶 帶電充氣 問題 措施

0 引言

近年來，SF6在電氣設(shè)備上的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，尤其是在高壓和超高壓斷路器，以及全封閉組合電器上普遍使用。目前，新安裝的110kV及以上電壓等級(jí)的斷路器已經(jīng)全部是SF6斷路器了。SF6電氣設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)常因生產(chǎn)安裝不過關(guān)產(chǎn)生泄漏或氣溫變化氣壓降低而造成告警、閉鎖信號(hào)，使得檢修人員經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行帶電補(bǔ)氣工作；六氟化硫由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，需要吸收大量熱量，若無外部熱源不斷補(bǔ)充熱量給氣瓶，氣瓶中將殘留多半的六氟化硫無法排出，由于不能給氣瓶補(bǔ)充熱量，當(dāng)SF6氣瓶?jī)?nèi)氣體較少或氣溫較低時(shí)，即使壓力較高但因不能及時(shí)吸收熱量也不能順利進(jìn)行補(bǔ)氣工作，由于忻州大部分變電站處于高寒地區(qū)，因此檢修人員經(jīng)常采用汽油噴燈或澆開水加熱的方法使SF6氣化后才能進(jìn)行補(bǔ)氣工作，這樣既增加了檢修時(shí)間，同時(shí)還存在安全隱患，為此，我們研發(fā)了便攜式SF6氣瓶氣體增壓車來進(jìn)行補(bǔ)氣工作，利用壓力自動(dòng)控制、隨時(shí)加熱使液態(tài)的SF6氣化達(dá)到迅速充氣的目的，同時(shí)小車式設(shè)計(jì)還方便現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)沉重的氣瓶，從而減少氣體浪費(fèi)，縮短了檢修時(shí)間，提高了工作效率，解決了現(xiàn)場(chǎng)工作中的一個(gè)難點(diǎn)，也大大地提高了設(shè)備的可靠性和電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 SF6氣瓶氣體的一般基本特性

1.1 SF6氣體一般采用鋼制高壓氣瓶盛裝，SF6氣瓶幾何尺寸一般為直徑220mm、高1450mm，氣瓶容積為40L，氣瓶的設(shè)計(jì)壓力為8MP，氣瓶充裝系數(shù)不大于1.17kgL，自重50Kg，氣體重40-45Kg，氣壓2.1-2.3MPa。出于安全考慮，嚴(yán)禁氣瓶過量充裝氣體。

1.2 SF6氣體的物理變化，SF6由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)必須放出一定的熱量，SF6由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)也必須吸收相同的熱量。只有這樣SF6才能由氣態(tài)、液態(tài)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。

1.3 氣瓶中的液態(tài)六氟化硫充入高壓設(shè)備時(shí)，六氟化硫由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，需要吸收大量熱量，若無外部熱源不斷補(bǔ)充熱量給氣瓶，氣瓶中將殘留多半的六氟化硫無法排出，最后因氣瓶不能補(bǔ)充熱量而造成近30%的SF6氣體殘留在氣瓶中，每瓶近12-15KgSF6氣體就浪費(fèi)掉了。氣瓶?jī)?nèi)的氣體不能用完，在常溫下氣瓶?jī)?nèi)的殘余壓力不應(yīng)低于0.2MPa。它在一個(gè)大氣壓下(即0.1MPa)，液化溫度為-62℃；在1.2MPa壓力下，液化溫度為0℃；一般充入斷路器的SF6氣體壓力為0.35～0.65MPa范圍(由充氣時(shí)的環(huán)境溫度具體確定)，其液化溫度為-40℃。

2 使用SF6氣瓶充氣時(shí)發(fā)生的問題

SF6電氣設(shè)備，由于安裝工藝、設(shè)備質(zhì)量、氣候環(huán)境的影響造成漏氣或壓力降低，經(jīng)常發(fā)出告警、閉鎖信號(hào)，直接威脅設(shè)備的運(yùn)行安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定。只因一般的漏氣量較少，通常只用SF6氣瓶來對(duì)設(shè)備帶電進(jìn)行補(bǔ)氣工作，夏季補(bǔ)氣工作還好進(jìn)行，特別是寒冷季節(jié)，滿滿一瓶SF6氣體，壓力在2.3MPa左右，由于不能給氣瓶補(bǔ)充熱量，給設(shè)備充氣時(shí)，氣瓶外表面瞬間就結(jié)了一層霜，從而使補(bǔ)氣工作不能進(jìn)行。這時(shí)就將SF6氣瓶多次放入開水盆中或用汽油噴燈進(jìn)行加熱才能進(jìn)行補(bǔ)氣工作，這樣就給檢修工作帶來了較大的不便，同時(shí)增加了安全隱患。

3 采取的措施：SF6氣瓶加溫增壓

3.1 我們經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，開發(fā)研制了便攜式SF6氣瓶增壓帶電補(bǔ)氣車，該車克服了傳統(tǒng)加熱的缺點(diǎn)，加熱方式為外熱式，加熱單元采用不銹鋼加熱圈，多片加熱圈上下相合，將待加熱氣瓶置于其中，對(duì)氣瓶進(jìn)行均勻加熱，同時(shí)采用壓力自動(dòng)控制和顯示氣體壓力，使氣體恒定于某一設(shè)定壓力，防止氣瓶加壓過度，造成氣瓶爆炸事故，而且小車式設(shè)計(jì)便于現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)沉重的氣瓶，達(dá)到將氣瓶氣體安全、有效的順利充入電氣設(shè)備的目的。

3.2 便攜式SF6氣瓶增壓帶電補(bǔ)氣車，采用2組不銹鋼電加熱圈，每組加熱圈功率為1000W，根據(jù)需要分別控制；電接點(diǎn)壓力表，使用低壓力接點(diǎn)，設(shè)定壓力值高于氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力20%即可，當(dāng)壓力高于此壓力值時(shí)斷開電加熱圈電源，以防止氣瓶發(fā)生爆炸；電控箱電源開關(guān)使用交流220V帶漏電保護(hù)的開關(guān)；小車外殼要有可靠接地，保證檢修人員安全。

3.3 便攜式SF6氣瓶增壓帶電補(bǔ)氣車的增壓控制回路如下：

圖中SB1——合閘按鈕 SB2——停止按鈕 KM——交流接觸器 P——電接點(diǎn)壓力表 K——漏電保護(hù)開關(guān) HR——電源指示燈 HG——加熱指示燈 EHD1、EHD2——不銹鋼加熱圈。

4 結(jié)論

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，采用便攜式SF6氣瓶增壓帶電補(bǔ)氣車進(jìn)行補(bǔ)氣工作，利用氣體壓力自動(dòng)控制、隨時(shí)加熱使液態(tài)的SF6氣化達(dá)到迅速充氣的目的，從而既減少氣體的浪費(fèi)，節(jié)約了資金，又縮短了檢修時(shí)間，提高了工作效率，同時(shí)還大大地提高了現(xiàn)場(chǎng)操作的安全性，保證了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。