一種SF6設(shè)備帶電檢測(cè)輔助裝置的應(yīng)用研究

吳花 曾晗 李偉

（1.國(guó)網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)）

一種SF6設(shè)備帶電檢測(cè)輔助裝置的應(yīng)用研究

吳花1 曾晗1 李偉 2

（1.國(guó)網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)）

本文針對(duì)目前SF6設(shè)備在檢測(cè)中逆止閥容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了一種SF6設(shè)備帶電檢測(cè)輔助裝置。該裝置采用兩級(jí)閥加三通器的結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩級(jí)閥的依次接入使得逆止閥開(kāi)閉的過(guò)程都處于密閉狀態(tài)，減少了與外部環(huán)境的接觸。該裝置可以廣泛應(yīng)用于SF6設(shè)備帶電檢測(cè)。

SF6設(shè)備；帶電測(cè)試；輔助裝置

0 引言

SF6是一種絕緣介質(zhì)，其絕緣強(qiáng)度為空氣絕緣強(qiáng)度的2.33倍，SF6滅弧能力達(dá)到了空氣滅弧能力的100倍，因此，它常常用于充當(dāng)斷路器的滅弧介質(zhì)。隨著科技的迅速發(fā)展，氣體絕緣組合電器設(shè)備（GIS）技術(shù)愈來(lái)愈成熟，SF6的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅限定在斷路器滅弧功能，還廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中各類充氣設(shè)備。SF6絕緣設(shè)備在系統(tǒng)中所占的份額越來(lái)越大，因此，這些設(shè)備的運(yùn)行狀況將影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

SF6依靠其充氣密度，即氣體壓力和氣體的高純凈度以達(dá)到其強(qiáng)大絕緣和滅弧能力。為保證電網(wǎng)主設(shè)備運(yùn)行的安全性和電網(wǎng)運(yùn)維人員的人身安全，設(shè)備運(yùn)維管理部門必須依據(jù)《SF6電氣設(shè)備中氣體管理和檢測(cè)導(dǎo)則》（GBT_8905—2012）中的規(guī)定對(duì)SF6氣體的質(zhì)量以及SF6氣體絕緣設(shè)備的密封情況進(jìn)行檢測(cè)［1］?！遁斪冸娫O(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（Q/GDW168—2008）中規(guī)定在一個(gè)檢修周期內(nèi)應(yīng)對(duì)SF6氣體絕緣設(shè)備進(jìn)行氣體濕度測(cè)試和組分測(cè)試。

SF6充氣設(shè)備的氣體濕度與組分測(cè)試一般有兩種方法，停電檢測(cè)法與帶電檢測(cè)法。停電檢測(cè)即配合設(shè)備停電檢修的工作對(duì)SF6充氣設(shè)備的氣體濕度與組分進(jìn)行檢測(cè)。該方法安全可靠但兩次測(cè)試間隔較長(zhǎng)，目前，在部分省份未開(kāi)展帶電檢測(cè)，而采用停電檢測(cè)法。帶電檢測(cè)SF6充氣設(shè)備的氣體濕度與組分，在電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)專門的SF6氣體濕度檢測(cè)儀和氣體組分測(cè)試儀，檢測(cè)該SF6充氣設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻下的運(yùn)行狀態(tài)，該方法適用于發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中電氣設(shè)備所存在的故障隱患。該方法在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下檢測(cè)，不需停電，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況靈活安排檢測(cè)周期，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的隱患，了解隱患的變化趨勢(shì)等。因此，帶電檢測(cè)將是電網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向［2］。

目前我省對(duì)運(yùn)行中的SF6設(shè)備主要采用停電測(cè)試方法，停電測(cè)試方法可靠性高，但停電檢測(cè)不能及時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，停電對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行也造成一定的影響。2014年國(guó)網(wǎng)公司下發(fā)的《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》中，已明確要求帶電測(cè)試SF6絕緣設(shè)備中的SF6氣體濕度、組分。

1 SF6設(shè)備的檢測(cè)項(xiàng)目

1.1?SF6濕度測(cè)試

帶電測(cè)試SF6充氣設(shè)備中的濕度己經(jīng)多年，也制定了相關(guān)的過(guò)程規(guī)范，發(fā)現(xiàn)過(guò)相當(dāng)多濕度不合格的情況。比對(duì)停電狀態(tài)的濕度測(cè)試，與帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，為檢修單位合理安排檢修提供了依據(jù)。濕度不合格主要原因是安裝時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格按照安裝工藝流程［3］。

運(yùn)行中的SF6氣體微水標(biāo)準(zhǔn)：有滅弧室的氣室為300×10-6，無(wú)滅弧室的氣室為500×10-6。SF6氣體微水含量過(guò)高易造成絕緣子或其他絕緣件閃絡(luò)等故障。微水含量過(guò)高產(chǎn)生的主要原因是通過(guò)密封件泄露而滲入的水份進(jìn)入到SF6氣體中，經(jīng)連續(xù)運(yùn)行，氣體中含水量持續(xù)上升。水的滲透力極強(qiáng)，因?yàn)橥獠克羝肿拥刃Х肿影霃绞荢F6分子的0.7 倍，且大氣中水蒸汽分壓力通常為設(shè)備中水份分壓力的數(shù)十倍，其至數(shù)百倍，在這一壓力作用下，大氣中的水份會(huì)逐漸透過(guò)密封件進(jìn)入到氣體絕緣設(shè)備中。

1.2 ?SF6氣體組分分析

?SF6氣體組分分析是 SF6充氣設(shè)備的一種非電量檢測(cè)方法，當(dāng) SF6充氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電或其他放電性故障時(shí)，可引起 SF6分解，生成SOF2、HF、SO2、H2S等低氟化物和硫化物。檢測(cè) SF6氣體組分可推斷出設(shè)備內(nèi)的放電情況。目前在IEC 和DL/596—1996《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中已制定了 SF6運(yùn)行中的含水量和泄漏標(biāo)準(zhǔn)，但分解產(chǎn)物國(guó)內(nèi)還未制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 僅IEC 與CIGRE有導(dǎo)則和推薦值。CIGRE（國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議）對(duì)總的分解物濃度的推薦值為500～2000μL/L，作為是否超標(biāo)的依據(jù)。目前，國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定SO2和H2S 含量在運(yùn)行設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)，SO2含量不大于1.0μL/L，H2S 含量不大于0.5μL/L。通過(guò)檢測(cè)SF6組分含量，判斷設(shè)備的受污染程度、潛伏性故障及內(nèi)部故障的位置，是檢測(cè)SF6電氣設(shè)備內(nèi)部早期潛伏性故障的有效手段。

2 SF6設(shè)備帶電檢測(cè)輔助裝置原理

目前 SF6充氣設(shè)備的檢測(cè)接頭一般采用彈簧式逆止閥結(jié)構(gòu)，該類型逆止閥的開(kāi)啟壓力約為1.2MΡa，彈簧行程約7～10mm，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用彈簧被壓縮之后的力量將小鋼珠緊緊壓在閥門處，即可防止氣室內(nèi)的 SF6氣體泄漏。

傳統(tǒng)的 SF6充氣設(shè)備的逆止閥雖然簡(jiǎn)潔方便，但是在多次檢測(cè)之后由于逆止閥暴露在外部環(huán)境中，閥門口處的鋼珠容易沾染雜物，或是氣體在閥口周圍產(chǎn)生的湍流使得閥門處無(wú)法密閉，造成 SF6氣體大量泄漏。因此，在對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行 SF6氣體測(cè)試時(shí)會(huì)存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于上述隱患，本文在現(xiàn)有減壓閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出一種轉(zhuǎn)接接頭，接頭包含兩個(gè)串聯(lián)的閥門（一級(jí)閥和二級(jí)閥）、三通器及氣壓表。一級(jí)閥用于連接設(shè)備上的逆止閥，在逆止閥與二級(jí)閥之間形成一個(gè)密閉的腔體，減少外部因素對(duì)逆止閥口的影響。二級(jí)閥用于開(kāi)啟逆止閥， 二級(jí)閥尾部與三通器相連。三通器處安裝氣壓表，用于監(jiān)測(cè)二級(jí)閥處流出氣體的氣壓。三通器另兩處接口分別用于連接測(cè)試儀器以及泄壓。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖 轉(zhuǎn)接接頭結(jié)構(gòu)示意圖

圖中，1為三通閥本體，其中11為兩級(jí)自封閥門接口、12為與密度表接口、13為與測(cè)試儀器接口；2為一級(jí)自封閥；3為二級(jí)自封閥；5為待檢測(cè)六氟化硫充氣設(shè)備；6為標(biāo)準(zhǔn)密度表；7為測(cè)試儀器；圖中A部分為兩級(jí)自封閥門，11為三通閥與兩級(jí)自封閥門接口、41為與設(shè)備逆止閥連接端口，42、43為一、二級(jí)自封閥門連接端口；51為設(shè)備逆止閥。

使用時(shí)，將接頭主體二級(jí)閥退至一級(jí)閥底部，再將一級(jí)閥與設(shè)備上的自密封接口連接，關(guān)閉充氣球閥手柄和泄壓閥，然后將二級(jí)閥順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，擰入一級(jí)閥，檢查壓力表壓力，當(dāng)壓力表壓力與設(shè)備壓力一致時(shí)，表明此時(shí)設(shè)備自封接頭閥芯已打開(kāi)，一旦二級(jí)閥進(jìn)到位，閥芯將全部打開(kāi)。此時(shí)將充氣球閥手柄打開(kāi)，檢查連接管道及各接口、閥門是否密封。最后連接到各類檢測(cè)儀器在儀器上控制流量進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)作業(yè)。

當(dāng)儀器檢測(cè)試驗(yàn)完成后，先將充氣球閥手柄關(guān)閉拆除管路，然后退出接頭二級(jí)閥，慢慢打開(kāi)泄壓閥，同時(shí)檢查壓力表的壓力情況，壓力迅速歸零，表明設(shè)備自密封接頭已經(jīng)完全關(guān)閉，然后再退出一級(jí)閥，完成檢測(cè)作業(yè)。一旦壓力表的指示沒(méi)有變化同時(shí)聽(tīng)到泄壓閥“嗤嗤”聲，迅速關(guān)閉泄壓閥，此時(shí)說(shuō)明設(shè)備自封接頭沒(méi)有完全關(guān)閉 ，在此情況下，只要再次通過(guò)二級(jí)閥將設(shè)備自封接頭進(jìn)退動(dòng)作一次，可保證設(shè)備自封接頭完全關(guān)閉。當(dāng)設(shè)備自封接頭完全關(guān)閉后，拆卸一級(jí)閥，檢測(cè)試驗(yàn)完成。如若自封接頭頂針不回位自封接頭無(wú)法自封可先將接頭留在設(shè)備上，設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。待處理好自封接頭后取下接頭。

該轉(zhuǎn)接接頭同樣可以用于 SF6充氣設(shè)備的補(bǔ)氣作業(yè)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在SF6充氣設(shè)備的帶電檢測(cè)中應(yīng)用專用的帶電檢測(cè)輔助裝置，可以使得帶電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的手段多樣化，能夠更好地監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，摒棄了傳統(tǒng)的微水測(cè)試、組分測(cè)試中需要將被測(cè)SF6充氣設(shè)備進(jìn)行停電的問(wèn)題。對(duì)健康的設(shè)備可以推遲停電檢修周期或是完全不需停電處理，既可以確保設(shè)備的安全健康運(yùn)行，大大提高了設(shè)備的可靠性，也能保證檢修人員的人身安全。

[1] SF6電氣設(shè)備中氣體管理和檢測(cè)導(dǎo)則[S].

[2] 張仁豫,陳昌漁,王昌長(zhǎng).高電壓試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社,2003.

[3] 陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M]．北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2001.

2015-10-15）