GIS气室密度表计转接装置研制与应用

谢旭琛 邓月辉 田明明 王祥东 肖伟强

摘要：针对变电站运行人员在检查SF6气体密度表压力值时存在表计读数耗时长，设备日常运维不便的情况，设计了一种GIS气室密度表计转接装置，该装置包括转接口、转接通道、转接球阀、充气口和表计接口等部分。该装置安装简单，可以调整表计位置，提高了设备日常运维效率，同时方便了运行人员的日常检修工作。

关键词：GIS;密度表计;转接装置

0 引言

气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated metal-enclosed Switchgear，GIS）是20世纪60年代中期出现的一种新型电气装置，它将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器、套管、电缆终端、油气套管等主要元件组合封闭在接地的金属壳体内，并充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质，具有体积小、占地面积少、不受外界环境影响、运行安全可靠、维护简单和检修周期长等优点。

目前GIS已被广泛运用于各类变电站中。GIS绝缘性能与SF6气体性能有着密切联系，GIS中SF6气体是密封在一个固定不变的气室中的，在20 ℃条件下，SF6气体具有一定的密度，在设备运行的各种允许条件下，虽然SF6气体的压力随温度的变化而变化，但是SF6气体的密度始终不变。因为GIS的绝缘性能和断路器的灭弧性在很大程度上取决于SF6气体的纯度和密度，所以对SF6气体的检测和密度监视显得尤为重要。GIS压力表计是对SF6气体压力进行监视的重要元器件，压力降低将会影响变电站设备的正常运行。按照目前的管理规定，500 kV变电站运行人员需每天检查SF6气体密度表的压力值，然而GIS组合电器多为筒状安装，安装位置位于底部或者顶部，表计读数耗时长，给变电站设备的日常运维造成了不便。

1 应用现状

目前在运行的某公司生产的500 kV组合电器HGIS气室表计安装于罐体下方，日常运维过程中需要定期抄录表计数据，在实际运行维护过程中主要存在以下两个问题：

（1）实际运行过程中发现表计内部的逆止阀阀门不会自动复位，因此表计损坏时，无法进行表计更换工作，对气室内部压力失去监控功能。

（2）气室的密度表计在设备正下方，且无法正向安装，因此变电站运行人员对其进行抄录时需弯腰、侧目、下蹲，抄录过程费时费力，人机工效存在不合理性，且不便于实现智能运维。另外，施工人员在穿越GIS（HGIS）底部时容易碰撞到密度表计，造成表计损坏，引发电力事故。

因此，基于以上问题，我们急需一种表计转接装置，用以调整表计位置，提高日常运维效率，同时方便运行人员的日常检修工作。

表计安装现状如图1所示。

2 装置的研制

2.1    装置原理

本转接装置，用一边接口对应原来的密度表计设备侧，然后延长气体通道，再用一个正面竖直向上的接口与原密度表计对接，从而把密度表计的方向摆正，方便变电站运行人员进行表计的检查，同时设置一个球阀，在表计更换时可以关闭气道，进行表计的校验、维修以及更换工作。转接装置立体设计图如图2所示。转接装置的转接口与原表计接口对接，通过法兰密封固定，密度表计固定于表计接口，表计通过转接通道连接GIS罐体内的SF6气体，转接球阀设置于转接通道中，可以通过旋转按钮来控制球阀的关闭与打开。如果GIS设备需要补气，则可以通过充气口来补充SF6气体。

2.2    装置特点

通过应用SF6转接装置可以安全、有效地调整表计位置，方便运行人员巡视和抄录数据，同时也便于检修人员更换表计，很大程度上提高了日常运维效率。本装置具有以下几个特点：

（1）装置的转接通道、转接球阀、充气口和表计接口均由纯铜材料制成，日常运维耐用性较强，适合在户外等恶劣天气条件下的应用。

（2）装置转接通道、转接球阀、充气口和表计接口均与气室密度表计匹配，可以应用于多种型号的GIS设备中。

（3）装置的转接通道的一端连接转接口，另一端连接表计接口，使表计方向可旋转90°，方便运行人员的日常表计压力巡视工作，同时转接通道内设置了转接球阀，在逆止阀损坏情况下，也可以安全快速地更换密度表计。

3 应用效果

通过该装置的应用，运行人员日常汇总SF6气体压力的抄录时间由原来的42 min缩短至15 min，巡视过程中省时省力，提高了工作效率，该成果可以在以下几个方面进行有效推广。

（1）该成果可以推广至各变电站同类型的GIS中，安装了转接装置后，能有效改变GIS气室密度表计的朝向问题，提高人机工效。

（2）该成果可以推广至变电站各类需要改变设备表计朝向的场合中，适合户外HGIS或者GIS装置的应用，本装置可有效提供一种解决思路。

（3）利用串接球阀，可以有效解决该公司生产的500 kV组合电器逆止阀无法自动复位的问题。

转接装置应用现场如图3所示。

4 结语

本文基于某公司生产的气体绝缘金属封闭开关设备，设计了一种气室密度表计的转接装置，此转接装置安装简单，安装后，变电站运行人员对该型号设备的密度表计进行抄录时，不需弯腰、侧目、下蹲，可正立在巡视通道中抄录数据，同时也方便了变电站机器人巡检工作的开展。另外，由于伸长了气体通道，施工人员在穿越设备底部时不容易碰撞到密度表计，有效防止了表计损坏;装置中设置的球阀，在表计更换时可以及时关闭气道，方便表计的校验、维修以及更换工作，并解决了逆止阀不会自动复位的问题。

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收稿日期：2020-05-06

作者简介：谢旭琛（1986—），男，广东汕头人，高级工程师，从事变电运维工作。