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(zhì)的斷路器。本文根據(jù)工作實際，結(jié)合電氣設(shè)備檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和電氣工程施工驗收規(guī)范，系統(tǒng)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(jiān)視、氣體檢漏方法、LW6系列SF6斷路器現(xiàn)場充氣方法、LW6系列SF6斷路器現(xiàn)場水份處理及測量方法、LW6-110斷路器檢修中的注意事項。

關(guān)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(zhì)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(dāng)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(jìn)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(tài)。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(nèi)急速地再結(jié)合起來。大部分又變成原來穩(wěn)定的SF6氣體，有極少部分的SF6氣體與發(fā)弧電極的材料和微量殘存水反應(yīng)，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(nèi)將產(chǎn)生電弧。由于SF6氣體具有負(fù)電的特性，且導(dǎo)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(fù)合，在尚有電弧的燃弧區(qū)內(nèi)SF6氣體分子吸附電子而形成負(fù)離子，因其質(zhì)量甚大，故而與正離子碰撞、結(jié)合的概率大大增多，從而表現(xiàn)為極高的絕緣恢復(fù)速度，且不發(fā)生截流現(xiàn)象，不會引起有害的過電壓。而在SF6斷路器滅弧室內(nèi)，由于特殊的結(jié)構(gòu)，受壓的SF6氣體將對弧柱進(jìn)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(shè)備，用以切斷額定電流、故障電流或轉(zhuǎn)換線路，可進(jìn)行三極分閘、合閘及自動重合閘，實現(xiàn)對輸變線路的控制和保護(hù)。

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(lián)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(lián)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(nèi)裝有控制閥、油壓開關(guān)、電動油泵、防震油泵、輔助貯壓器、信號缸、輔助開關(guān)、三極閥、主油箱及控制面板等元件?？刂泼姘迳涎b有各種控制元件，可實現(xiàn)對斷路器的控制和保護(hù)。

LW6—110型SF6斷路器滅弧室為單壓式、變開距、雙噴吹結(jié)構(gòu)，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(lián)接座與支柱內(nèi)的絕緣操作桿連接起來。操作時帶動滅弧室內(nèi)的壓氣缸、動觸頭和弧觸頭上、下運動，實現(xiàn)合閘和分閘。斷路器分閘時，壓氣缸內(nèi)的SF6氣體被壓縮，在滅弧室結(jié)構(gòu)和斷路器機械運動特性的配合下，適時向電弧區(qū)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(zhì)強度迅速恢復(fù)。斷路器合閘時，壓氣缸內(nèi)的逆止閥片開啟，可加速向壓氣缸內(nèi)進(jìn)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(gòu)日常巡視檢查。

五、LW6-110系列SF6斷路器的檢修

（1）壓力監(jiān)視?！皦毫ΡO(jiān)視”是液壓機構(gòu)的重要組成部分之一，它主要用于測量、監(jiān)視液壓系統(tǒng)的壓力值，也可借助于該部分的放油閥將液壓系統(tǒng)高壓油放回油箱。壓力監(jiān)視的整體機構(gòu)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(xiàn)場安裝調(diào)試以及在開關(guān)運行期間做巡視檢查時，如需觀察液壓系統(tǒng)油壓情況，可將壓力表閥手輪逆時針旋轉(zhuǎn)打開閥門，則壓力表上顯示液壓系統(tǒng)油壓值。當(dāng)開關(guān)調(diào)試檢修完畢投入電網(wǎng)運行時，必須將表閥關(guān)閉，使壓力表與液壓系統(tǒng)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(jìn)行密封檢查?，F(xiàn)場檢漏包括定性檢漏和掛瓶定量檢漏兩種。1.準(zhǔn)備工作。充氣后打開定量檢漏孔螺堵24h后方可檢查，清除聯(lián)接座、拉桿及檢漏孔表面油脂，檢查SF6氣體壓力應(yīng)為額定壓力，被檢漏周圍環(huán)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(fā)現(xiàn)現(xiàn)場安裝中的局部安裝不當(dāng)造成的明顯漏點。部位包括聯(lián)接座內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)：檢漏儀上指針穩(wěn)定狀態(tài)下應(yīng)基本不動。如認(rèn)為是殘余氣體，允許吹風(fēng)驅(qū)趕1h繼續(xù)測量。局部包扎檢查：定性檢漏發(fā)現(xiàn)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(biāo)。經(jīng)檢查某一部位漏氣，則需進(jìn)行處理，直到合格。

六、LW6系列SF6斷路器現(xiàn)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(fù)壓的氣壓表。關(guān)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(yīng)該慢充，使液態(tài)氣體充分氣化后進(jìn)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(jié)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(shù)條件中給出的氣壓值為20℃時的值，充氣壓力要根據(jù)環(huán)境溫度加以修正。

（3）LW6系列SF6斷路器現(xiàn)場試驗前液壓系統(tǒng)排氣方法。LW6系列SF6斷路器現(xiàn)場試驗前必須對開關(guān)液壓系統(tǒng)進(jìn)行排氣，以排除混入液壓油內(nèi)部的氣體，保證開關(guān)機械特性的穩(wěn)定性。

七、LW6系列SF6斷路器現(xiàn)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(jìn)行水份處理和充氣后的水份測量，以便使斷路器內(nèi)部SF6氣體中水份含量符合技術(shù)條件規(guī)定，如果水份超過規(guī)定要重新處理。

（1）水份處理。所需設(shè)備：包括真空泵、麥?zhǔn)险婵沼?、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(dá)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(lián)箱和支柱同時進(jìn)行，本體必須裝上密度繼電器一起進(jìn)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(fù)壓情況下，切記必須先關(guān)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(fù)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(shè)備：所需設(shè)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(nèi)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(jìn)行。氣候條件：為使測量力求準(zhǔn)確，嚴(yán)禁雨濕天氣進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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