免拆卸SF6断路器检测、充补气装置的研究

孟庆周 张媛媛 袁玉龙

摘 要：随着电力技术的飞速发展，少油断路器正逐步淘汰，SF6断路器得到了广泛的应用。基于SF6断路器的发展，针对使用中经常对断路器装置进行补气操作，介绍一款免拆卸SF6断路器检测、充补气装置，集成了在不停电的情况下通过仪器进行测微水作业、密度继电器的校核作业与断路器的充补气作业。在充补气作业前，能够自动排出补气系统内的空气、水分和杂质，并能在断路器充补气作业过程中实现压力检测与泄压报警，适用范围广，安全可靠。

关键词：SF6断路器； 免拆卸； 检测； 充补气

中图分类号：TM595 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.005

0 前言

高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障或严重超负荷时，有继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流，切断发生短路故障的设备或线路，以防止扩大事故范围。在高压断路器的发展历程中，从油断路器、压缩空气断路器到SF6断路器及真空断路器，每次都是灭弧原理的重大革新。其中SF6断路器具有开断能力强、电气寿命长、绝缘水平高、密封性能好等优点，在目前高压环境的应用最为广泛。

SF6断路器（以下简称断路器）是高压输送电过程中重要设备，绝缘性能和开断性能是衡量断路器的主要技术指标，SF6断路器属于绝缘介质的断路器，它与空气断路器同属于气吹断路器内依靠SF6气体进行绝缘，SF6气体导热率高，分解后可复合，不含碳等有害绝缘物质，在严格控制含水量的情况下，生成物无腐蚀性。SF6气体绝缘性能不随使用而下降，所以，多次开断，绝缘效果均好。纯净的SF6气体是良好的灭弧介质，因具有优异的灭弧绝缘性能，20世纪被成功地应用于高压及特高压电器设备。目前SF6为最优的气体绝缘介质特别是高压和特高压范围，SF6气体是唯一的绝缘和灭弧介质。为保证断路器稳定的开断性，断路器内部SF6气体要求纯度达到99.99%。由于SF6断路器气室空间较大，连接管道多，再加之断路器内部众多的密封面，断路器在工作过程中会由于密封问题或温度等原因造成SF6压力不够，实际应用中，由于动作震动、密封不良等原因，断路器出现的漏气问题，会超过出厂设置的年漏气率1%的概率，所以要经常对断路器进行补气。

本文介绍一款新型免拆卸SF6断路器检测、充补气装置，能在不停电的情况下通过仪器进行断路器的微水检测和密度继电器的校核工作，还能在充补气过程中排出充气管内的空气、水分和杂质，同时在充气过程中当气体压力超过额定值时自动泄压并报警。

1 国内现状

目前国内的断路器补气装置，通常在断路器上加装一种能够连接微水仪和密度继电器校验仪的组合阀，组合阀由一个阀体和补气接口、断路器接口、密度继电器接口组成。很好地解决了断路器测微水和校核密度继电器时必须停电的问题，提高了工作效率，降低了拆卸过程中对断路器的损害。但是没有解决断路器充、补气过程中充气管内空气、水分及杂质进入断路器的问题。

现有断路器在对断路器进行充补气的过程中，SF6充气瓶直接通过减压阀、补气软管与断路器相接，SF6气体夹带软管中的空气、水分和杂质进入断路器中，从而降低SF6气体的纯度使绝缘性能下降，对断路器造成损害，降低了断路器的使用寿命。

作为电力系统的保护装置，对应用于高压电气设备中的SF6气体也作出了严格的规定和要求，当SF6断路器中的气体含水量达到一定程度后，会引起严重的不良后果，水分引起SF6气体分解物化合反应产生毒性化合物；水分引起设备的化学腐蚀；水分对设备的绝缘危害；水分影响开关的开断性能；水分降低开关的机械性能。目前，在对断路器进行微水检测和密度继电器校验时，必须停电后拆下断路器进行，既影响生产又对断路器的密封性能造成影响，经常拆卸对继电器也影响精度。

2 工作原理及结构设计

SF6断路器检测、充补气装置包括阀体、自封阀、自控背压阀和控制开关，结构如图所示。该装置采用阀体与自封阀、自控背压阀及控制开关有机组成一体，阀体的一端固定设置断路器连接盘，另一端固定设置控制开关，阀体上还固定设置自封阀，自控背压阀和密度继电器接口，控制开关控制上述阀之间的打开与关闭。

本文介绍的SF6断路器检测、充补气装置由于采用阀体与自封阀、自控背压阀及控制开关有机组成一体，集成了在不停电的情况下通过仪器进行测微水作业、密度继电器的校核作业与断路器的充补气作业，在充补气作业前，能够自动排出补气系统内的空气、水分和杂质，并能在断路器充补气作业过程中实现压力检测与泄压报警，适用于110 kV以上电压SF6进口断路器、法国阿尔斯通FXT11型断路器、国产110 kV以上电压SF6断路器，承载压力高，可以承载0.5～16 MPa，安全可靠。

SF6断路器检测、充补气装置主要工作步骤：

排出杂质气体——充气补压——自动报警控压——补气测压。

进行补气作业时，将SF6气瓶通过减压阀、补气软管、接头与本装置自封阀连接。关闭控制开关，打开SF6气瓶阀，SF6气体通过补气软管进入装置内，此时，管内的空气等杂质一同随SF6进入到断路器中，装置内气体为SF6气体和空气杂质的混合气体，当装置内压力超过自控背压阀的设定压力时，自控背压阀自动打开并排出气体，进行8到10 s的排气，在此排气过程中整个系统内的空气及杂质全部排出；此时关闭SF6气瓶阀，系统内压力与设定压力一致时自控背压阀自动关闭，完成空气及杂质排空作业。此时系统内的SF6气体纯度与气瓶内的SF6气体纯度一致是合格气体。完成排杂过程的整个系统，均为纯净的SF6气体，打开此装置的控制开关，再打开SF6气瓶阀对断路器进行补气，当断路器内压力超过自控背压阀设定的压力时，自控背压阀自动打开并报警排气，此时关闭SF6气瓶阀，压力达到设定值时自控背压阀自动关闭，完成补气作业。作业完成后将连接气瓶的接头从本装置自封阀上拆下。

在进行测微水作业时，将微水测量仪连接在自封阀上，打开微水测量仪开关，使系统内的气体进入微水测量仪后关闭测量仪开关，进行检测。检测后拆下微水测量仪即完成测微水作业，在检测过程中不需要关闭电源。

在进行密度继电器校核作业时，关闭装置的控制开关后，将密度校验仪与自封阀连接就可以进行校验工作，完成工作后卸下密度校验仪打开控制开关即可，在检测过程中不需要关闭电源。

免拆卸SF6断路器进行检测、充补气装置集成了在不停电的情况下通过仪器进行测微水作业、密度继电器的校核作业与断路器的充补气作业，在充补气作业前，能够自动排出补气系统内的空气、水分和杂质，并能在断路器充补气作业过程中实现压力检测与泄压报警，操作方便、快捷。不影响断路器的正常工作。

3 结论

免拆卸SF6断路器进行检测、充补气装置能够实现断路器补气前彻底排出补气管内及系统内的空气、水分及杂质；并且在充气过程中系统气体压力达到额定值时能够自动排气报警。本装置设有系统控制开关，可以在不停电的情况下进行测微水作业和密度继电器校核作业。操作方便、快捷，不影响断路器的正常工作。适用于110 kV以上电压SF6进口断路器、法国阿尔斯通FXT11型断路器、国产110 kV以上电压SF6断路器，承载压力高，可以承载0.5～16 MPa，安全可靠。

参考文献：

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