免拆卸SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置的研究

孟慶周 張媛媛 袁玉龍

摘 要：隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，少油斷路器正逐步淘汰，SF6斷路器得到了廣泛的應(yīng)用?；赟F6斷路器的發(fā)展，針對(duì)使用中經(jīng)常對(duì)斷路器裝置進(jìn)行補(bǔ)氣操作，介紹一款免拆卸SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置，集成了在不停電的情況下通過儀器進(jìn)行測微水作業(yè)、密度繼電器的校核作業(yè)與斷路器的充補(bǔ)氣作業(yè)。在充補(bǔ)氣作業(yè)前，能夠自動(dòng)排出補(bǔ)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣、水分和雜質(zhì)，并能在斷路器充補(bǔ)氣作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)壓力檢測與泄壓報(bào)警，適用范圍廣，安全可靠。

關(guān)鍵詞：SF6斷路器； 免拆卸； 檢測； 充補(bǔ)氣

中圖分類號(hào)：TM595 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.005

0 前言

高壓斷路器在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在電氣設(shè)備或線路發(fā)生短路故障或嚴(yán)重超負(fù)荷時(shí)，有繼電保護(hù)裝置控制其自動(dòng)迅速地切斷故障電流，切斷發(fā)生短路故障的設(shè)備或線路，以防止擴(kuò)大事故范圍。在高壓斷路器的發(fā)展歷程中，從油斷路器、壓縮空氣斷路器到SF6斷路器及真空斷路器，每次都是滅弧原理的重大革新。其中SF6斷路器具有開斷能力強(qiáng)、電氣壽命長、絕緣水平高、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，在目前高壓環(huán)境的應(yīng)用最為廣泛。

SF6斷路器（以下簡稱斷路器）是高壓輸送電過程中重要設(shè)備，絕緣性能和開斷性能是衡量斷路器的主要技術(shù)指標(biāo)，SF6斷路器屬于絕緣介質(zhì)的斷路器，它與空氣斷路器同屬于氣吹斷路器內(nèi)依靠SF6氣體進(jìn)行絕緣，SF6氣體導(dǎo)熱率高，分解后可復(fù)合，不含碳等有害絕緣物質(zhì)，在嚴(yán)格控制含水量的情況下，生成物無腐蝕性。SF6氣體絕緣性能不隨使用而下降，所以，多次開斷，絕緣效果均好。純凈的SF6氣體是良好的滅弧介質(zhì)，因具有優(yōu)異的滅弧絕緣性能，20世紀(jì)被成功地應(yīng)用于高壓及特高壓電器設(shè)備。目前SF6為最優(yōu)的氣體絕緣介質(zhì)特別是高壓和特高壓范圍，SF6氣體是唯一的絕緣和滅弧介質(zhì)。為保證斷路器穩(wěn)定的開斷性，斷路器內(nèi)部SF6氣體要求純度達(dá)到99.99%。由于SF6斷路器氣室空間較大，連接管道多，再加之?dāng)嗦菲鲀?nèi)部眾多的密封面，斷路器在工作過程中會(huì)由于密封問題或溫度等原因造成SF6壓力不夠，實(shí)際應(yīng)用中，由于動(dòng)作震動(dòng)、密封不良等原因，斷路器出現(xiàn)的漏氣問題，會(huì)超過出廠設(shè)置的年漏氣率1%的概率，所以要經(jīng)常對(duì)斷路器進(jìn)行補(bǔ)氣。

本文介紹一款新型免拆卸SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置，能在不停電的情況下通過儀器進(jìn)行斷路器的微水檢測和密度繼電器的校核工作，還能在充補(bǔ)氣過程中排出充氣管內(nèi)的空氣、水分和雜質(zhì)，同時(shí)在充氣過程中當(dāng)氣體壓力超過額定值時(shí)自動(dòng)泄壓并報(bào)警。

1 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)的斷路器補(bǔ)氣裝置，通常在斷路器上加裝一種能夠連接微水儀和密度繼電器校驗(yàn)儀的組合閥，組合閥由一個(gè)閥體和補(bǔ)氣接口、斷路器接口、密度繼電器接口組成。很好地解決了斷路器測微水和校核密度繼電器時(shí)必須停電的問題，提高了工作效率，降低了拆卸過程中對(duì)斷路器的損害。但是沒有解決斷路器充、補(bǔ)氣過程中充氣管內(nèi)空氣、水分及雜質(zhì)進(jìn)入斷路器的問題。

現(xiàn)有斷路器在對(duì)斷路器進(jìn)行充補(bǔ)氣的過程中，SF6充氣瓶直接通過減壓閥、補(bǔ)氣軟管與斷路器相接，SF6氣體夾帶軟管中的空氣、水分和雜質(zhì)進(jìn)入斷路器中，從而降低SF6氣體的純度使絕緣性能下降，對(duì)斷路器造成損害，降低了斷路器的使用壽命。

作為電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置，對(duì)應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備中的SF6氣體也作出了嚴(yán)格的規(guī)定和要求，當(dāng)SF6斷路器中的氣體含水量達(dá)到一定程度后，會(huì)引起嚴(yán)重的不良后果，水分引起SF6氣體分解物化合反應(yīng)產(chǎn)生毒性化合物；水分引起設(shè)備的化學(xué)腐蝕；水分對(duì)設(shè)備的絕緣危害；水分影響開關(guān)的開斷性能；水分降低開關(guān)的機(jī)械性能。目前，在對(duì)斷路器進(jìn)行微水檢測和密度繼電器校驗(yàn)時(shí)，必須停電后拆下斷路器進(jìn)行，既影響生產(chǎn)又對(duì)斷路器的密封性能造成影響，經(jīng)常拆卸對(duì)繼電器也影響精度。

2 工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置包括閥體、自封閥、自控背壓閥和控制開關(guān)，結(jié)構(gòu)如圖所示。該裝置采用閥體與自封閥、自控背壓閥及控制開關(guān)有機(jī)組成一體，閥體的一端固定設(shè)置斷路器連接盤，另一端固定設(shè)置控制開關(guān)，閥體上還固定設(shè)置自封閥，自控背壓閥和密度繼電器接口，控制開關(guān)控制上述閥之間的打開與關(guān)閉。

本文介紹的SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置由于采用閥體與自封閥、自控背壓閥及控制開關(guān)有機(jī)組成一體，集成了在不停電的情況下通過儀器進(jìn)行測微水作業(yè)、密度繼電器的校核作業(yè)與斷路器的充補(bǔ)氣作業(yè)，在充補(bǔ)氣作業(yè)前，能夠自動(dòng)排出補(bǔ)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣、水分和雜質(zhì)，并能在斷路器充補(bǔ)氣作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)壓力檢測與泄壓報(bào)警，適用于110 kV以上電壓SF6進(jìn)口斷路器、法國阿爾斯通FXT11型斷路器、國產(chǎn)110 kV以上電壓SF6斷路器，承載壓力高，可以承載0.5～16 MPa，安全可靠。

SF6斷路器檢測、充補(bǔ)氣裝置主要工作步驟：

排出雜質(zhì)氣體——充氣補(bǔ)壓——自動(dòng)報(bào)警控壓——補(bǔ)氣測壓。

進(jìn)行補(bǔ)氣作業(yè)時(shí)，將SF6氣瓶通過減壓閥、補(bǔ)氣軟管、接頭與本裝置自封閥連接。關(guān)閉控制開關(guān)，打開SF6氣瓶閥，SF6氣體通過補(bǔ)氣軟管進(jìn)入裝置內(nèi)，此時(shí)，管內(nèi)的空氣等雜質(zhì)一同隨SF6進(jìn)入到斷路器中，裝置內(nèi)氣體為SF6氣體和空氣雜質(zhì)的混合氣體，當(dāng)裝置內(nèi)壓力超過自控背壓閥的設(shè)定壓力時(shí)，自控背壓閥自動(dòng)打開并排出氣體，進(jìn)行8到10 s的排氣，在此排氣過程中整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的空氣及雜質(zhì)全部排出；此時(shí)關(guān)閉SF6氣瓶閥，系統(tǒng)內(nèi)壓力與設(shè)定壓力一致時(shí)自控背壓閥自動(dòng)關(guān)閉，完成空氣及雜質(zhì)排空作業(yè)。此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的SF6氣體純度與氣瓶內(nèi)的SF6氣體純度一致是合格氣體。完成排雜過程的整個(gè)系統(tǒng)，均為純凈的SF6氣體，打開此裝置的控制開關(guān)，再打開SF6氣瓶閥對(duì)斷路器進(jìn)行補(bǔ)氣，當(dāng)斷路器內(nèi)壓力超過自控背壓閥設(shè)定的壓力時(shí)，自控背壓閥自動(dòng)打開并報(bào)警排氣，此時(shí)關(guān)閉SF6氣瓶閥，壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)自控背壓閥自動(dòng)關(guān)閉，完成補(bǔ)氣作業(yè)。作業(yè)完成后將連接氣瓶的接頭從本裝置自封閥上拆下。

在進(jìn)行測微水作業(yè)時(shí)，將微水測量儀連接在自封閥上，打開微水測量儀開關(guān)，使系統(tǒng)內(nèi)的氣體進(jìn)入微水測量儀后關(guān)閉測量儀開關(guān)，進(jìn)行檢測。檢測后拆下微水測量儀即完成測微水作業(yè)，在檢測過程中不需要關(guān)閉電源。

在進(jìn)行密度繼電器校核作業(yè)時(shí)，關(guān)閉裝置的控制開關(guān)后，將密度校驗(yàn)儀與自封閥連接就可以進(jìn)行校驗(yàn)工作，完成工作后卸下密度校驗(yàn)儀打開控制開關(guān)即可，在檢測過程中不需要關(guān)閉電源。

免拆卸SF6斷路器進(jìn)行檢測、充補(bǔ)氣裝置集成了在不停電的情況下通過儀器進(jìn)行測微水作業(yè)、密度繼電器的校核作業(yè)與斷路器的充補(bǔ)氣作業(yè)，在充補(bǔ)氣作業(yè)前，能夠自動(dòng)排出補(bǔ)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣、水分和雜質(zhì)，并能在斷路器充補(bǔ)氣作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)壓力檢測與泄壓報(bào)警，操作方便、快捷。不影響斷路器的正常工作。

3 結(jié)論

免拆卸SF6斷路器進(jìn)行檢測、充補(bǔ)氣裝置能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器補(bǔ)氣前徹底排出補(bǔ)氣管內(nèi)及系統(tǒng)內(nèi)的空氣、水分及雜質(zhì)；并且在充氣過程中系統(tǒng)氣體壓力達(dá)到額定值時(shí)能夠自動(dòng)排氣報(bào)警。本裝置設(shè)有系統(tǒng)控制開關(guān)，可以在不停電的情況下進(jìn)行測微水作業(yè)和密度繼電器校核作業(yè)。操作方便、快捷，不影響斷路器的正常工作。適用于110 kV以上電壓SF6進(jìn)口斷路器、法國阿爾斯通FXT11型斷路器、國產(chǎn)110 kV以上電壓SF6斷路器，承載壓力高，可以承載0.5～16 MPa，安全可靠。

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