SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

黃漢賢 楊震洋

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

隨著GIS設(shè)備數(shù)量的增加，GIS設(shè)備障礙或緊急缺陷的出現(xiàn)頻率呈上升趨勢(shì)。近年來提高GIS運(yùn)行可靠性專項(xiàng)工作逐漸成為電網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)。因此，加強(qiáng)SF6氣體質(zhì)量監(jiān)督，通過化學(xué)手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，將隱患消除在萌芽狀態(tài)，加強(qiáng)SF6氣體質(zhì)量監(jiān)督［1］，已成為化學(xué)試驗(yàn)專業(yè)工作中的重中之重。

過去對(duì)于電力設(shè)備中的SF6氣體僅檢測(cè)其濕度，目前已擴(kuò)展到分解產(chǎn)物、純度、色譜等試驗(yàn)項(xiàng)目。不同的測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試儀器不同，不同的SF6設(shè)備廠家，充氣測(cè)試連接頭也各不相同，這使得試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中需要不斷的裝拆接頭、組裝接頭和管道，不斷地更換試驗(yàn)儀器，且試驗(yàn)方式是傳統(tǒng)串行方式，試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低下。因頻繁拆裝接頭與管道，沖洗管路，增加SF6氣體泄漏及排放。SF6氣體是《京都議定書》中明文確定的6種溫室氣體之一，在所有溫室氣體中破壞程度最高、存在時(shí)間最久，SF6單個(gè)分子對(duì)溫室效應(yīng)的影響約為CO2的23 900倍［2］。因此，急需設(shè)計(jì)一款集有效縮短試驗(yàn)時(shí)間、提高工作效率、將接頭出口統(tǒng)一化及管道接口通用化、降低SF6泄漏量等于一體的多功能SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置。

1 SF6現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作現(xiàn)狀

1.1 SF6試驗(yàn)項(xiàng)目增多

為確保SF6設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)GIS設(shè)備SF6氣體的預(yù)防性試驗(yàn)［3］除濕度［4］檢測(cè)外，已增加了氣體分解產(chǎn)物測(cè)試，非常規(guī)的有SF6純度、色譜分析2個(gè)項(xiàng)目，且為了有效診斷設(shè)備的健康狀態(tài)，各地供電局化學(xué)專業(yè)在實(shí)際試驗(yàn)中經(jīng)常將這2個(gè)非常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目一起實(shí)施。以珠海供電局為例，每年需測(cè)試的設(shè)備氣室達(dá)2 578個(gè)，占化學(xué)試驗(yàn)專業(yè)工作時(shí)間的35%。

1.2 試驗(yàn)耗時(shí)過長(zhǎng)

SF6設(shè)備傳統(tǒng)的試驗(yàn)方式是串聯(lián)方式，即一種試驗(yàn)完畢后才進(jìn)行另一種的接力方式，耗時(shí)過長(zhǎng)，圖1、圖2為SF6氣體濕度、分解產(chǎn)物及色譜分析3個(gè)項(xiàng)目在各個(gè)變電站的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一個(gè)氣室的平均時(shí)間統(tǒng)計(jì)情況。

由圖1、圖2可以看出，在完成整個(gè)測(cè)試過程（37 min）中，裝拆測(cè)試接頭耗用12 min，占用整個(gè)測(cè)試時(shí)間的32%。用于實(shí)際測(cè)試的時(shí)間只有17 min，占46%。時(shí)間利用率相當(dāng)?shù)拖隆?/p>

1.3 試驗(yàn)場(chǎng)地儀器擺放雜亂

由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目多、儀器多，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)擺放雜亂，儀器搬運(yùn)容易磕碰，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

圖1 SF6氣體測(cè)試綜合試驗(yàn)橫道圖

圖2 SF6試驗(yàn)時(shí)間分布圖

2 裝置設(shè)計(jì)與制作

2.1 裝置外形設(shè)計(jì)

研制SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置，該裝置為活動(dòng)小車式，可將所有試驗(yàn)儀器集放在內(nèi)，整齊規(guī)范，便于整體工作地點(diǎn)轉(zhuǎn)移，節(jié)省人力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，且安全、快捷。

2.2 氣路板設(shè)計(jì)

從變電站雙母分段的一次接線方式得到啟發(fā)，設(shè)計(jì)二進(jìn)三出的氣路，且進(jìn)出口為具有自密封功能的快速接頭出口，實(shí)現(xiàn)1個(gè)氣室3個(gè)（甚至4個(gè)）試驗(yàn)項(xiàng)目同步進(jìn)行，使總體試驗(yàn)時(shí)間僅為試驗(yàn)時(shí)間最長(zhǎng)的項(xiàng)目的時(shí)間，而不是累加時(shí)間，有效節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。也可實(shí)現(xiàn)2個(gè)氣室交叉進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)省等待上個(gè)氣室全部完成才開展下個(gè)氣室試驗(yàn)的等待間隙時(shí)間及下個(gè)氣室更換接頭時(shí)間。

2.3 測(cè)試接頭設(shè)計(jì)

將各類型設(shè)備的測(cè)試接頭出口設(shè)計(jì)成具有自密封功能閥門的快速接頭，且將連接管道接口設(shè)計(jì)成與其配對(duì)的自密封快速接頭，可實(shí)現(xiàn)連接管道通用化，減少管道的拆接，從而減少SF6的排放。

2.4 裝置材料選擇

為使小車堅(jiān)固、耐用、輕便，其材料使用不銹鋼制作；為保證氣路密封良好，氣路板上的管道使用紫銅材料；為了方便現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與小車間、小車與儀器間的連接及減少SF6的浪費(fèi)，連接管道使用高強(qiáng)度的4 mm（內(nèi)徑2 mm）聚四氟乙烯材料。裝置成品外觀設(shè)計(jì)圖如圖3所示。

圖3 裝置成品外觀設(shè)計(jì)圖

3 裝置應(yīng)用效果

3.1 承重試驗(yàn)

完成小車的制作后我們對(duì)其進(jìn)行了抗壓能力試驗(yàn)，在小車各層添加重物，在推動(dòng)的時(shí)候檢查是否晃動(dòng)、變形。試驗(yàn)表明：該小車至少能承受80 kg以上的重量，完全能滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器承重的要求。具體各個(gè)平臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 承重試驗(yàn)表

3.2 泄漏測(cè)試

完成導(dǎo)氣管的連接后，對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)明顯不良連接點(diǎn)。隨后將其送至有合格試驗(yàn)資質(zhì)的單位進(jìn)行氣體耐壓試驗(yàn)。在耐壓試驗(yàn)的充氣過程中充入各種壓力值的SF6氣體，使用SF6氣體檢漏儀檢查其18個(gè)連接處是否漏氣。試驗(yàn)結(jié)果表明：該氣路系統(tǒng)密封性優(yōu)良，無漏氣現(xiàn)象。

3.3 2種試驗(yàn)方法數(shù)據(jù)對(duì)比

2010年12月10日，我們?cè)?10kV香洲站進(jìn)行了2種方法的前后對(duì)比試驗(yàn)，使用裝置小車進(jìn)行SF6試驗(yàn)（針對(duì)分解產(chǎn)物、濕度測(cè)試），試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原有方法試驗(yàn)數(shù)據(jù)無明顯差異。具體情況如表2、表3所示。

表2 原有方法試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.4 裝置小車工作效率

2010年12月開始使用該套測(cè)試采樣裝置，在不同變電站對(duì)不同氣室進(jìn)行SF6綜合試驗(yàn)（包括SF6氣體濕度、分解產(chǎn)物、色譜分析等項(xiàng)目），測(cè)試平均時(shí)間統(tǒng)計(jì)如表4所示。

表3 使用裝置小車試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4 SF6氣體測(cè)試綜合試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

從表4可以看出，使用SF6現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置進(jìn)行SF6綜合試驗(yàn)的平均時(shí)間為16 min，比原有方法試驗(yàn)的時(shí)間（37 min）節(jié)省了56.8%，工作效率提高50%以上。

4 結(jié)語(yǔ)

SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置，通過對(duì)接頭的改造，成功使不同測(cè)試儀器能使用同一接頭，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)測(cè)試儀器同時(shí)測(cè)試設(shè)備的功能，節(jié)約了測(cè)試時(shí)間。當(dāng)使用同類型儀器對(duì)同一試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行對(duì)比測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)更具有對(duì)比性。試驗(yàn)為不停電試驗(yàn)，通過試驗(yàn)可以隨時(shí)把握設(shè)備的健康狀態(tài)，確保設(shè)備健康穩(wěn)定的運(yùn)行，從而提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

使用SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置作業(yè)，不僅能減少接頭的更換次數(shù)，而且降低了設(shè)備測(cè)試口的磨損。同時(shí)，SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試輔助裝置的使用能減少因頻繁更換接頭而造成的漏氣現(xiàn)象，減少SF6氣體的排放量，可以有效地保護(hù)環(huán)境，以實(shí)際行動(dòng)建設(shè)綠色電網(wǎng)。

［1］劉永，印華，姚強(qiáng)，等.氣體分析技術(shù)在GIS故障定位和故障類型判斷中的應(yīng)用［J］.高壓電器，2009（3）

［2］錢家驪.減少SF6氣體開關(guān)設(shè)備溫室效應(yīng)的對(duì)策綜述［J］.電氣應(yīng)用，2009（13）

［3］Q/CSG114002—2011 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］

［4］GB/T5832.2—2008 六氟化硫電氣設(shè)備中絕緣氣體濕度測(cè)量方法［S］