便携式SF6补气装置的研制

许加凯，刘勇利，王健

（国网山东省电力公司潍坊供电公司，山东潍坊261000）

便携式SF6补气装置的研制

许加凯，刘勇利，王健

（国网山东省电力公司潍坊供电公司，山东潍坊261000）

为提高SF6设备补气工作效率，调查分析补气工作现状，研制出一套便携式SF6补气装置。该装置采用标准化通用接口，并配置不同的SF6设备补气接口，设计结构紧凑、操作简便，并在实际工作中得以推广应用。

SF6；补气；通用接口

0 引言

高压SF6设备运行中经常需要检修人员进行SF6气体补充工作［1］，目前的补气工作存在“准备工作繁琐、补气管路多通用性差、归类管理复杂”的问题，导致补气工作复杂且效率低下。

对SF6补气工作现状调查分析，研制出一套便携式SF6补气装置，并在实际工作中得以推广应用。

1 工作现状调查分析

近年来，SF6气体在电气设备上得到了广泛的应用，尤其是在高压断路器和组合电器中普遍采用SF6气体进行绝缘和灭弧。SF6电气设备运行中经常因泄漏而造成告警、闭锁信号，需要检修人员进行带电补气工作。

日常SF6设备补气准备工作步骤繁杂，尤其是在确定SF6设备气体管路的类型方面耗费了大量的时间。人为选择的失误会降低补气管路选择准确性，最终导致补气工作的失败。

对补气管路类型进行统计调查，调查结果如图1所示。

图1 补气管路类型

由图1可知，补气管路类型多样，现阶段并没有通用性补气管路。同一个变电站，由于技术改造和历史原因，有多种SF6设备，一次补气工作需要携带多套补气管路。同时，补气管路还存在着归类管理复杂的问题。

在实际运行过程中，微水测量是由试验班组进行，而气体补充工作是由开关检修班组进行，二者不同步导致了检修工作效率的降低，同时增加了设备的运行风险。而针对SF6气瓶和SF6设备进行微水测量时，需要连接口的转换，增加了测试工作量。

针对存在的问题，开展便携式SF6补气装置的研究，对于提高SF6补气工作效率具有重要的意义。

2 便携式补气装置的设计

2.1 设计要求

如何对SF6补气管路设备进行补气通用化和测量专用化进行集约改进，成为当前检修补气工作急需解决的技术问题。

研制SF6补气装置，应结构紧凑，气密性好，耐压性好，仓库占用率小和出库清点快，实现方便快速地补气。

1）补气装置整体气密性应达标，使用SF6检漏仪检查显示数值不超过报警值。选择合适的材料及精密的衔接工艺可以有效解决气密性问题，通过SF6检漏仪检测装置周围SF6气体浓度，准确测量漏气速度。SF6体积分数与SF6检漏仪信号对应关系如图2所示。

2）根据GB／T 12022—2006《工业六氟化硫》和GB／T 8905—2012《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》，工业SF6应充装在洁净、干燥的气瓶中。由图3［2］可知，SF6临界压力和临界温度都较高，临界压力3.9 MPa，临界温度为45.6℃。在临界压力和临界温度下SF6气体的密度［3］是7.3 g／L。在3.9 MPa以上的压力，无论多么高，它的液化温度都是45.6℃，是一条直线。因此，装置所能承受的最小压强为3.9 MPa。临界温度是液化的最高温度，而临界压力是液化的最小压力。

图2 SF6气体体积分数与信号对应关系

3）不需在仓库清点选择，即清点选择错误率为0；出库时间不超过30 s，缩短补气工作准备时间。

将所有不同规格的补气接头集成在一件或一套装置中，补气时只需将此件（套）装置带上即可前往现场工作。如此一来省去了清点选择的过程，同时也避免了装置太多容易出现选择错误的现象，实现入库即可取走，到站即能使用。

图3 SF6气体压力—温度曲线

2.2 结构组成

研制本装置的目的在于改进现有SF6补气装置中存在的缺陷，提供一种可对不同厂家SF6设备进行补气及实时微水测量的便携式SF6补气装置［4］。

如图4所示，研制的新型便携式SF6补气装置包括公共气体管路、十字形接头、通用接头、专用测量设备接头4部分。

公共气体管路包括气瓶、阀门、压力表、减压阀和气体软管。气瓶、阀门、压力表、减压阀选用标准SF6补气管路设备。气体软管采用吸湿率低的专用不锈钢金属软管，补气软管的长度根据实际补气工作需要选取合适长度，也可采用多节设计以根据不同管路长度进行配置。

图4 便携式SF6补气装置结构示意图

十字形接头包括十字形连接器、通用补气公头接口、备用补气公头接口和专用微水测量公头接口。十字形接头通过十字形连接器和气体软管与公共气体管路连接，通用补气公头接口和专用微水测量公头接口通过球型阀门与十字形连接器连接。通用补气公头接口挂有保护性橡胶插头，起到防尘和保护接口的作用。

通用接头由依次串接的通用母头接口、连接软管、SF6设备专用接口构成。SF6设备专用接口与SF6设备上对应的接口相连接。通用接口采用的是螺纹接口方式。通用SF6设备接头，包括通用母头接口、连接软管、SF6设备专用接口，集中统一存放于专用设备接口箱中。图4中仅列举出A、B、C三种不同的SF6设备接头样式，实际应用中，SF6设备接头依据不同厂家实际接口尺寸及连接方式进行适当调整，以满足不同SF6设备补气的需要。

专用测量设备接头由依次串接的专用微水测量母头接口、连接软管构成，连接软管的另一端与微水测量仪输入端口相连接。

2.3 工作原理

便携式SF6补气装置的通用SF6补气和专用微水测量接口装置是通过下述过程实现的。

气瓶中的SF6气体依次经过气瓶、阀门、减压阀进入到气体软管中，软管末端连有十字形接头。与该接头相连的通用补气公头接口和专用微水测量公头接口分别与通用SF6设备接头和专用测量设备接头相连接。与该接头连接的备用补气公头接口作为备用，在需要时打开球型阀门可与通用SF6设备接头相连接。通用SF6设备接头与SF6设备的相应接口相连接，构成封闭管路，专用测量设备接头与微水测量仪相连接构成封闭管路。通用SF6设备接头可根据实际设备的类型配置一套或多套。

通过气瓶阀门和十字形接头处的两个球型阀门，可实现对SF6气瓶和SF6设备中的微水含量的测量。断开备用补气公头接口侧球型阀门，不连接通用补气公头接口，打开专用测量设备接头侧球型阀门和气瓶阀门可测量SF6气瓶中的气体微水含量；断开气瓶阀门和备用补气公头接口侧球型阀门，连接通用补气公头接口，打开专用测量设备接头侧球型阀门，可测量SF6设备中的气体微水含量。

通过安装在阀门后端与管路相连接的压力表观测管路中SF6气体的压力变化，通过气瓶阀门和SF6气体减压阀控制气体的流速与开闭。

3 应用效果

通用SF6补气装置研制，装置各个部件的总体重量为12 kg，所有补气接头可以放置在1个40 cm× 30 cm×20 cm的箱子中，结构紧凑，便于拓展、查找与携带。

对组装后的补气装置进行了气密性试验，在气瓶压力完全释放，即3.9 MPa时，检漏仪显示数值最大为32，整体气密性达标。在3.9 MPa的压强下泄漏率为0.021 mL／h，不超过0.100 mL／h的工业气密性要求。

图5 现场使用效果统计

装置研制成功后，立即将其投入到现场应用中，投入使用以来，因为装置的集成存放使得装置查找方便，出库迅速。如图5所示，携带准确率达到100%，出库平均时间只需19.2 s。

4 结语

研制的便携式SF6补气装置通过采用标准化通用接口装置以匹配不同的SF6设备补气接口，在进行补气工作时仅需要携带1套补气管路便可以满足不同厂家的SF6设备的需求，增强了补气管路设备的通用性和实用性，减少了仓库存储的空间，降低了归类管理的复杂性。

设计的通用SF6设备接头和专用测量设备接头，可同时完成SF6气体补充和微水测量工作，不需要更换专用接头，通过气瓶阀门和两个球型阀门，可实现对SF6气瓶和SF6设备中微水含量的实时测量，设计结构紧凑、操作简便，简化了工作流程，降低了实际工作量，提高了检修工作效率。

［1］佟智勇，甄利，张远超.SF6开关设备检漏及漏点处理现场实践［J］.高压电器，2010，46（5）：92-94.

［2］DL／T 739—2000LW-10型六氟化硫断路器检修工艺规程［S］.

［3］郭小燕，甄利.变电检修现场技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2013.

［4］许加凯，邱金海，李辉，等.一种六氟化硫接口装置：中国，ZL 201420339300.8［P］.2014-10-29.

Development of Portable SF6Gas Refilling Equipment

XU Jiakai，LIU Yongli，WANG Jian
（State Grid Weifang Power Supply Company，Weifang，261000，China）

In order to improve the efficiency of SF6gas refilling devices，the working situation of gas refilling is investigated，and a portable SF6gas refilling device is developed.The gas refilling device uses the standardized interfaces which can suit different kinds of equipment.The gas refilling device has a compact structure and is convenient to operate.It has been widely applied in practice.

SF6；gas refilling；standardization interface

TM561.3

A

1007－9904（2015）04－0012－04

2014-12-02

许加凯（1987），男，主要从事变电站一次设备检修工作。