关于SF6气体自动充气装置研究与探讨

2019-10-22谢聪乾

科技与创新 2019年19期

谢聪乾

关于SF6气体自动充气装置研究与探讨

谢聪乾

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东梅州 514000）

SF6气体优良的灭弧和绝缘性能使其在断路器、高压变压器、GIS等电气设备得到广泛的应用，但是目前对于该类设备的充气仍然采用手工充气方式，这种方式效率低下、工作环境较恶劣，对操作人员的健康产生了一定的影响。本项目所开发的自动化充气设备可以克服这些不足，能够快速且稳定地对SF6设备进行自动充气，且具有压力监测及设定功能，减轻了操作人员的劳动强度，提高了充气的准确性，在电气系统中具有比较广泛的应用空间。

自动充气；SF6气体；充气装置；关键技术

在电力设备中，需要使设备中使用的器材间实现绝缘，SF6气体具有很好的化学稳定性和热稳定性，且具有良好电气绝缘性及优异的灭弧性能，广泛用于断路器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等电气设备。为了实现对使用SF6气体进行绝缘的电气设备真正实现绝缘，需要对使用SF6气体的设备充气。

现有SF6充气技术主要是靠人工控制，充气速率靠加压阀来控制，通过听充气管道中的充气声音来控制速率，同时充气要留意两个压力表的读数，而且在加气过程中要轻拍设备压力表，因为该压力表有可能会出现卡阻造成读数不准确。充气结束时，完全靠人工来停止充气，压力控制精度差，或者是现有的自动充气系统都是通过一套完整的有线控制系统实现充气回路的通断。

1 当前SF6充气系统存在的问题

当前SF6充气系统存在的问题如下：①目前的SF6充气系统一般需要人工进行开关操作，使用控制系统的自动充气系统需要通过连线进行控制，在复杂的工作现场，对控制系统的线路的连接会限制系统使用的范围，人员在走动时易发生危险；②SF6充气系统需要用到充气管线进行充气，充气管线的回收都是通过人工进行整理回收，比较麻烦，工作效率较低。

2 技术原理

技术原理如下：①利用PLC控制的SF6气体自动充气装置，利用气压传感器检测气室的气体压力值，当低于设定值时，在PLC的控制下电磁阀带电使气路导通实现自动充气。提出利用双电磁阀实现快速充气和平稳充气的方法，保证气室压力的准确性。②使用旋转缠绕、发条储能的方式进行自动卷线。充气管线在不使用时卷曲在线盘中，使用时拉出，发条同时被拉伸储能。③使用专门的外壳规制充气管线收纳空间，外壳通过专门设计，可以稳固存放充气管线。④使用可灵活开合的箱体包装自动缠线器，将平常不需要操作的部分隐藏到箱体内部，简化外部操作逻辑。

3 SF6自动充气系统的关键技术及应用

3.1 SF6自动充气系统关键技术

无线SF6自动充气控制系统包括控制单元、供电单元、显示单元、无线输出单元、SF6气体钢瓶、具有无线接收功能的控制阀和电气设备。控制阀上具有与控制单元中的无线单元互相通信的无线单元，能够将控制阀的设备状态信息发送至控制单元的无线单元中，同时接收控制单元经无线单元发送的控制信息。控制阀的设备信息包括气体的压力信息以及控制阀的开闭状态。

系统框架如图1所示。

控制单元连接的无线单元和控制阀中的无线单元可以采用2.4 G模块或蓝牙模块进行通信。在将无线模块连接至系统中时，先将每个控制阀中的无线单元与控制单元的无线单元配对，实现其在控制单元中的注册。注册完成后，控制单元可以通过无线单元分别控制不同的控制阀。该方式可以实现控制阀的不断扩展，无需增加控制线，减少了现场作业时接线线路的复杂度。显示单元能够将无线单元接收的信息显示出来，供操作人员实时查看。控制单元可以是PLC、单片机或ARM控制芯片。显示单元为TFT显示屏或触摸屏。

3.2 自动回收充气管线部分

可以使充气管线在不使用时收缩至一个线盘中。该线盘由用发条拖动的内部核心与盘绕充气管线的外沿组成。使用充气管线时，可以简单地将线缆拉伸出来。此时线盘旋转，内部发条进行储能。而当充气管线使用完毕后，充气管线末端插头处作用力消失，发条将自动回收拉伸出去的线缆。综合来看，当没有使用充气管线时，线缆收缩盘旋在线盘当中。而需要使用充气管线时，在完成接线后，因为缠线器发条的作用力，充气管线会紧绷而不是散乱堆放。