变电站SF6充气设备带电检测技术研究与应用

张 浩，邬 欣，周 平，吴国强，马 贇

（湖州电力局，浙江 湖州 313000）

1 SF6充气设备开展带电检测的背景

1.1 传统SF6充气设备检测技术存在的弊端

随着气体绝缘组合电器设备（GIS）技术的迅速发展，SF6充气设备在电力系统所占的份额越来越大，SF6充气设备的运行状况将很大程度上影响电网的安全稳定运行。因此，对SF6充气设备进行检测，了解其运行状况，及时消除设备隐患是一项重要的工作。

传统的停电检测方法存在着停电手续复杂，无法随时停电，停电检测会影响到电网的供电可靠性等一系列问题；而用传统检测连接接头进行带电检测又存在着逆止阀不能正常复归、漏气等问题，使得带电检测工作具有一定的安全风险而无法普遍开展。因此，检测周期往往很长，无法及时发现设备存在的隐患。

1.2 SF6充气设备带电检测技术的优势

为了及时掌握SF6充气设备的运行状态，湖州电力局着力于SF6充气设备带电检测的研究，通过自主研发具有专利技术的安全连接接头并进行了现场应用，实现了对SF6充气设备不停电的测试，不仅节约了停电操作的人工成本，在提高供电可靠性的同时缩短了检测周期，又确保检测工作的安全。

湖州电力局还建立起一套完整的SF6充气设备带电检测制度与流程，实现了对SF6充气设备的周期性带电检测工作，充分掌握了SF6充气设备的运行状况，及时发现了SF6充气设备存在的隐患，并予以消除，从而为电网的安全稳定运行提供强有力的保障。

2 SF6充气设备带电检测的技术特点

2.1 传统SF6充气设备连接接头的局限性

目前SF6断路器及GIS气室的检测用连接接口，一般采用弹簧式逆止阀结构。弹簧式逆止阀的开启压力为1.2 MPa，动作行程为7～10 mm，采用这种结构的目的在于能够有效防止气室内的SF6气体泄漏。但是一旦气体中含有的微小杂质正好在阀口处或者气体在阀口周围的湍流作用将会引起弹簧式逆止阀关闭不到位，造成SF6气体大量泄漏。所以对运行中的断路器进行SF6气体的含量测试时，存在着潜在的风险。

对SF6充气设备的含量检测需要停电处理，不仅浪费了大量的人力，而且影响到供电的可靠性。为满足供电可靠性的要求，势必对停电检测工作进行严格的控制，不可避免地拉长对设备的检测周期，增加了设备发生故障的风险。

2.2 安全连接装置的原理

GIS设备与SF6断路器带电检测安全连接装置结构见图1，将充气接口外螺纹旋转位移作用与其内部顶针推动弹簧式逆止阀芯的直线运动分离。将充气接口分成2级阀体结构：一级阀体主要是完成接口装置与弹簧式逆止阀的联结固定，并形成内部密闭小腔；二级阀的作用是通过螺纹旋转推动其内部顶针顶开弹簧式逆止阀芯，最终完成打开弹簧式逆止阀动作。同时将充气接口与四联通、压力表、放气阀以及三角阀、皮管等连结成为充气套装置。当充气完成后，先退出二级阀，通过压力表的指示变化确认弹簧式逆止阀已经完全关闭，然后再退出一级阀，完成全部的充气作业。

图1 接口装置结构

如果压力表的指示变化说明弹簧式逆止阀没有完全关闭，只要再次通过二级阀将弹簧式逆止阀芯进退动作1次，可保证弹簧式逆止阀芯完全关闭。此过程完全在密闭小腔内完成，不会造成气体泄漏，保证了充气过程安全可靠，安全连接装置的现场连接见图2。

图2 接口装置的现场连接

3 SF6充气设备带电检测技术的应用实例

3.1 某220 kV GIS变电站主变压器的断路器备用间隔气室微水超标

在开展对SF6充气设备周期性的带电测试工作过程中，对某GIS变电站进行微水及组分普测工作时发现主变压器的断路器备用间隔微水超标，数据为605.4 μL/L。为了避免缺陷进一步扩大，立即对该间隔进行停电换气处理。

根据状态检修的要求，该GIS变电站的集中停电检修安排在3年以后，若未及早发现此隐患，极有可能会发展为设备故障，从而引起电网事故与强迫停电，严重影响设备可靠运行。

3.2 某SF6断路器气体含量异常

对某SF6开关进行普测工作时发现含量出现异常，测试结果中显示：气体中出现了SO2成分，其含量为 21 μL/L， 微水测试结果为 198 μL/L，结果显示异常，但是微水测试结果符合运行标准。考虑到该变电站在半年以后将进行1次集中检修，暂不对其进行停电处理，将原计划周期下半年集中检修提前到上半年，及早处理了设备隐患，图3为现场测试连接状况。

3.3 功能拓展

图3 220 kV SF6断路器间隔微水测试

带电检测要将SF6充气设备中的气体引出，不可避免地会引起气体质量的损失，尽管每次测量损耗的气量很小，但是常年累月下来会造成压力的下降，另外运行中设备也会由于漏气导致压力低而告警。如果不能进行带电补气，还是需要对设备进行停电处理，对电网的供电可靠性会产生影响。

用于SF6充气设备的带电检测安全装置，同样可以应用于SF6充气设备的带电补气。将SF6充气设备带电检测与SF6充气设备带电补气结合起来，对于健康的设备就完全不需要进行停电处理，从而既确保设备健康运行又保证检修人员工作安全。

4 结语

安全连接阀的应用解决了传统的SF6充气设备进行微水测试及补气时需要对一次设备进行停电的问题，丰富了带电设备状态检测的手段。通过建立SF6充气设备带电检测制度，目前开展了对湖州电力局所辖范围内所有10座GIS变电站985个气室及393台SF6断路器气体的周期性含量带电测试工作，并将其测试数据录入系统存档管理，以备随时查阅，使所有的SF6充气设备都在可控状态下运行，大大提高了设备供电可靠性。

[1]黎明，黄维枢.SF6气体及SF6气体绝缘变电站的运行[M].北京：水利电力出版社，1993.

[2]孟玉婵，朱芳菲.电气设备用六氟化硫的检测与监督[M].北京：中国电力出版社，2008.

[3]李英干，范金鹏.湿度测量[M].北京：气象出版社，1989.