高压直流充气套管SF6监测典型设计改进与补气专用工具研制分析

高压直流充气套管 SF6监测典型设计改进与补气专用工具研制分析

段根月 朱文杰 王国柱 宋立胜 苏靖武

云南电网有限责任公司楚雄供电局

摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，电力建设对于保障社会各项生产稳步推进的作用日趋增大。电力设备的优化使用是电力系统运行稳定的根基，SF6设备一直被用作高压电气设备的绝缘介质，SF6气体为绝缘的全封闭开关设备在运行上基本不受外界环境干扰及影响，被广泛应用在高压或超高压电力系统中，而传统的补气接头容易出现气体泄漏等问题。为此，本文对一种新型SF6设备带电补气接头的研制及使用进行分析，可以在完成补气后将气体泄漏通道关闭，从而避免发生泄漏问题，确保了设备及人员安全。

关键词：SF6设备；带电补气接头；研制；使用

在电力设备中，鉴于SF6具有非常良好的绝缘性及灭弧性得到广泛应用，尤其是在断路器、电容器中应用取得了显著效果。但补气设备受运行环境及设备本身影响，非常容易出现漏气等问题，通过对带电补气接头的研制与应用能够有效避免以上问题发生，下面对技术方案及原理、带电补气接头具体应用进行分析。

1技术方案及原理

逆止阀是SF6设备应用的自封式接口类型。通常，传统的补气接头与设备逆止阀之间缺乏保护措施，完成补气以后的补气接头，设备的逆止阀将直接与其分离，但是逆止阀难以回到原有位置，此时SF6将发生泄漏，降低绝缘性能，对设备及人员人身安全造成威胁。研制新型带电补气接头对于保障设备及人员安全有着重要意义。

随着无油化的改造完善，SF6设备已占总设备的90%以上，设备在运行过程中，由于密封胶垫、管路、设备质量等原因，会导致一些SF6泄露到空气中，使得设备内SF6含量及压力下降，如果不及时补气会影响设备的绝缘性能。每年变电检修班组对电气设备补气的工作非常多，大部分变电站在离局本部较远，补气工作大部分是临时或紧急，在凌晨或夜晚居多。补气过程中需多人相互配合，时刻关注设备气压，多次调节气管阀门，充气效率低下，在天气炎热时，对工作人员的身体体力消耗也非常大，夜晚时班组人员可能面临开夜车的危险等，且在补气过程中，如果输出气体压力和设备内压力差过大，会导致流速过大，使冲进去的SF6气体含有部分尚未气化的SF6，冲入设备后再气化，容易导致设备压力过高。

新型带电补气接头分为开关阀、顶杆及连接头，还有密封垫与卡簧。其运行原理如下：连接头第1端延伸至连接头第2端部的第1通孔，第1端部主要用来与设备接口连接，然后顶杆通过第1通孔套接在连接头中，顶杆从第1端部延伸到第2端部的第2个通孔处，第2通孔的一端与第1通孔连接通，第2通孔的另一端与连接气管连通，开关阀与顶管连接，开关阀主要用来对第2通孔进行控制，同时控制气管之间的连通与断开。

顶杆可以沿着第1通孔方向移动。同时，还包括第1密封圈与第2密封圈，顶杆外表面将第1密封圈套接上，同时将第2密封圈也套在顶杆外表面，但是两个密封圈之间需要有间隔，第1通孔需要与第2端部的表面连接，在连接处设置一个第1凸出部位，第1凸出部位需沿着第1通孔方向在第1密封圈及第2密封圈之间自由移动。顶杆的第1密封圈及第2密封圈之间设置外螺纹，第1凸出部位要有内螺纹，内螺纹与外螺纹相互啮合。同时在第1密封圈及第2密封圈之间外表面设置内螺纹，第1凸出部位要有外螺纹，内、外螺纹需要相互啮合。

卡簧与第1密封圈距离开关阀较远的一侧接触，此时卡簧与顶杆接近。在顶杆与连接头一端设置第2凸出部，第2凸出部位内部需要将充气孔与顶针设置好，第2通孔与充气孔、第一通孔相互连通，将夹持部设置在顶杆内部，在夹持部顶杆外表面将固定套接于此。

下面依据以上原理对新型带电补气接头原理、效果进一步介绍：（1）以上充气接头，开关阀与第2通孔连接气管之间可以连通也可以断开。完成了补气的接头，需要对气体是否出现泄漏进行检查，如果发现了气体泄漏，需要检查设备口能否关闭，如果能关闭需要将开关阀及时关闭，确保各个连接头与设备之间是连接稳固的，这样可以将设备接口与外界的连通消除，从而杜绝气体泄漏的发生。（2）在以上描述的充气接头中，连接头螺纹与顶杆连接时，螺纹需要旋入或者旋出，对顶杆所在位置精准控制，同时对第一通孔方向上的移动量精准控制。

2实施方法

从连接头100第1端延伸至连接头100的第2端的第1通孔，标记为101。连接头100的第1端与设备口连接。顶杆200通过101套接在连接头100中，顶杆200从第1端部延伸至顶杆200第2端部的第2通孔。详见下图1。开关阀300用来对第2通孔进行控制，并控制连接气管之间的连通或者断开。

图1工具实施的流程

　新型带电补气接头的使用过程为：先将顶杆200沿着第1通孔101方向朝着与远离设备接口的方向移动，一直移动到连接头100与第2端部第1密封圈203相接触；然后对连接气管进行安装，并让连接头100第1端部也与设备连接；然后，将顶杆200沿着第1通孔101方向朝着靠近设备方向的接口处移动，一直到与设备接口逆止阀接触；将开关阀300打开，对设备补气；完成补气以后，将顶杆200沿着第1通孔101方向朝着远离设备接口方向移动，一直到离开设备接口的逆止阀为止。最后，对逆止阀是否及时复位进行检查，如果已经复位，需要将连接气管拆卸掉。如果没有复位，需要确保连接头100与设备始终保持连接。整套工具适合应用在生产检修现场，并且基本符合预期使用标准。

1. 分析创新改进方案的可行性和实用性，对技术方案探索论证，查询相关资料提出采用更为合理方便及更科学的设计，小组讨论得出最终的实施方案，并最终确定出性能及外观尺寸；（计划完成时间：4月-5月）2、针对所采用的实施方案，选择并采购相关的材料，进行实物加工制作，申请专利，撰写论文；（计划完成时间：6月-8月）3、对研制的工具进行现场实际应用，检验是否达到预期效果，开展项目的发布、评审，并持续改进。（计划完成时间：9月-12月）解决主要问题：1、通过研制充气设备补气接头的快速装、拆工具解决狭小空间作业，无法使用常规工具紧固接头的问题；2、减少人力装、拆时设备补气接口螺纹的受力不均匀和作业人员的疲劳，极大的提高充气设备带电补气的工作效率，减少SF6气体的泄漏，改善人机功效，降低作业风险。

3结束语

总之，确保电力系统运行稳定的重要设备之一就是SF6设备，在供电可靠性要求不断提高下，带电补气将变得非常普遍，但是传统补气接头的使用存在诸多不足，为了进一步实现SF6设备在系统中应用安全及稳定，研制并使用SF6设备带电补气接头可以有效避免漏气故障，保证了设备及人员安全。本文主要对SF6设备带电补气接头使用原理及实际使用方法进行了介绍，在今后的工作中仍需要进一步研究与试验，从而更好的提高使用效果。

参考文献

1. 李贵良.数控式SF6在线补气机研究应用[J].数字技术与应用,2017(09):100-101.

2. 张丰林,杜好申.组合式SF_6设备快速补气接头的现场应用[J].科技展望,2015,25(13):131-132

[3]乔贺然,单绍峰.SF_6电气设备密度继电器接头的改进[J].电力安全技术,2010(05):41.