林奧林 黃昕宇 陳 昊 陳展超 林澤煒

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司）

0 引言

SF6氣體絕緣組合電器可靠性高、維護(hù)量小，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。尤其是在高壓設(shè)備中，利用SF6氣體可明顯增強(qiáng)裝置的安全性能，其耐受性強(qiáng)、絕緣性高，常常用于滅弧保護(hù)。為進(jìn)一步避免SF6氣體濫用亂排，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策法規(guī)，對(duì)SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣操作進(jìn)行管控，保證其既能夠滿(mǎn)足我國(guó)變電安全需求，又不影響其周?chē)鷳B(tài)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)SF6氣體應(yīng)用效益的最大化。

1 SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣的重要性

1.1 SF6氣體

SF6氣體無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅、無(wú)毒，絕緣性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，具有非常好的絕緣和滅弧效果，是我國(guó)高壓設(shè)備氣室保護(hù)的重要組成部分。雖然SF6氣體本身無(wú)毒，但該氣體遇水將會(huì)產(chǎn)生明顯化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化硫、氫氟酸、亞硫酸等有害物質(zhì)，導(dǎo)致高壓設(shè)備元件損壞，發(fā)生泄漏后可能造成嚴(yán)重變電事故或人員傷亡，需全面重視。

干燥條件下，微量SF6不會(huì)對(duì)人員產(chǎn)生毒害，但若濃度過(guò)高，很容易使變電人員窒息。這類(lèi)氣體密度高于空氣，在高壓設(shè)備中使用時(shí)容易出現(xiàn)低洼處沉積，導(dǎo)致該區(qū)域缺氧。一旦變電人員進(jìn)入到上述區(qū)域，均可直接窒息暈厥，需設(shè)置抽風(fēng)裝置，定期進(jìn)行SF6氣體排放。

1.2 關(guān)鍵作用

從調(diào)查數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)SF6高壓設(shè)備中氣體泄漏問(wèn)題非常嚴(yán)重，僅本地區(qū)2010年就出現(xiàn)嚴(yán)重SF6氣體泄漏事故12起，由該問(wèn)題引起的斷電時(shí)間超過(guò)855h，在很大程度上限制了高壓設(shè)備運(yùn)行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一般而言，SF6高壓設(shè)備中氣體量不足可能會(huì)引起開(kāi)關(guān)閉鎖，導(dǎo)致故障停電范圍擴(kuò)大。若SF6氣體壓力持續(xù)下降，還會(huì)影響高壓設(shè)備的絕緣和滅弧性能，進(jìn)而引起閃絡(luò)擊穿、裝置損壞等。因此，必須在SF6高壓設(shè)備管理過(guò)程中做好安全補(bǔ)氣，使其內(nèi)部SF6氣體量處于定值，這樣才能夠確保設(shè)備絕緣效果和滅弧保護(hù)質(zhì)量，最大限度降低由漏氣引起的高壓設(shè)備變電事故，減少其對(duì)變電運(yùn)行的危害。

2 SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣中的關(guān)鍵流程

2.1 裝置選擇

SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣過(guò)程中應(yīng)按照國(guó)家規(guī)范做好氣密性、適配性、便捷性設(shè)計(jì)。本次選用的裝置為某單位研發(fā)的一種新型SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣裝置，由補(bǔ)氣接口1、轉(zhuǎn)接件2、三通閥3、本體氣室氣體壓力校驗(yàn)表4、輸氣管道出口止回閥5、輸氣管道6、輸氣管道入口止回閥7、輸氣管道接口8、SF6氣瓶氣體壓力監(jiān)測(cè)表9組成，如下圖所示。

圖 SF6補(bǔ)氣裝置結(jié)構(gòu)

該套補(bǔ)氣裝置采用雙止回閥設(shè)計(jì)思路，利用雙止回閥實(shí)現(xiàn)輸氣管道的自密封功能，可有效防止水蒸氣在輸氣管道閑置時(shí)侵入，降低高壓電氣設(shè)備補(bǔ)氣作業(yè)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)并提高其使用壽命。對(duì)于長(zhǎng)期使用的補(bǔ)氣裝置而言，輸氣管道中有概率存在肉眼無(wú)法識(shí)別的細(xì)微缺陷，當(dāng)這些缺陷發(fā)展為泄露點(diǎn)時(shí)，檢修人員常常無(wú)法察覺(jué)，增大了檢修人員現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)氣時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

基于雙止回閥自密封的補(bǔ)氣裝置可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)氣裝置的氣密性進(jìn)行自檢功能，可有效防止水蒸氣在管道閑置時(shí)侵入管道，降低高壓電氣設(shè)備補(bǔ)氣作業(yè)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)并提高其使用壽命。與此同時(shí)，裝置中還設(shè)置串聯(lián)三通閥3，實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)氣作業(yè)與SF6表計(jì)的在線校驗(yàn)工作相結(jié)合。在設(shè)備補(bǔ)氣的過(guò)程中，也完成了SF6表計(jì)的在線校驗(yàn)工作，可有效提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率降低出工頻次。此外，裝置安裝的適用于不同廠家高壓電氣設(shè)備補(bǔ)氣接口的萬(wàn)用轉(zhuǎn)換頭，實(shí)現(xiàn)了該套補(bǔ)氣裝置可適用于不用廠家的SF6高壓電氣設(shè)備補(bǔ)氣工作，提高設(shè)備的通用性和經(jīng)濟(jì)性。

2.2 技術(shù)方案

（1）帶電補(bǔ)氣方案

操作過(guò)程中應(yīng)先將SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣裝置中的充氣管連接到高純氮?dú)馄恐?，然后打開(kāi)連接頭區(qū)域的頂絲，進(jìn)行管路吹掃。然后，用電吹風(fēng)采用同樣方法處理充氣孔。準(zhǔn)備工作完成后開(kāi)始向SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣，直至達(dá)到額定的壓力值后，依次關(guān)閉SF6氣瓶閥門(mén)、氮?dú)馄块y門(mén)，斷開(kāi)連接，其主要操作如下表所示。

表 SF6高壓設(shè)備帶電補(bǔ)氣的關(guān)鍵流程

一般帶電補(bǔ)氣的過(guò)程中氣體壓力較大，很容易出現(xiàn)管道破裂，在補(bǔ)氣時(shí)首先應(yīng)對(duì)管道耐壓情況進(jìn)行測(cè)試，將補(bǔ)氣管壓力調(diào)整到1MPa左右，測(cè)定是否會(huì)出現(xiàn)壓力問(wèn)題。同時(shí)，在補(bǔ)氣過(guò)程中還可以在連接補(bǔ)氣管區(qū)域設(shè)置減壓閥，進(jìn)行管道壓力保護(hù)。

（2）停電檢修補(bǔ)氣

該補(bǔ)氣的過(guò)程中操作較為復(fù)雜，往往針對(duì)嚴(yán)重SF6高壓設(shè)備氣體泄漏、裝置故障等，包括抽真空法和氣室處理兩種。

1）抽真空。該方法可以有效檢測(cè)SF6高壓設(shè)備是否存在密封性問(wèn)題。處理過(guò)程中先使用SF6氣體回收裝置將SF6高壓設(shè)備中的氣體全部回收。該環(huán)節(jié)中應(yīng)先打開(kāi)真空泵閥門(mén)，將回收接口與SF6高壓設(shè)備氣室連接，此時(shí)可以抽氣直至真空。一般麥?zhǔn)险婵毡盹@示在133MPa以下即可，持續(xù)2～3h后，觀察是否存在漏氣。如不漏氣，則選用SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣裝置按照帶電補(bǔ)氣的方法進(jìn)行操作即可。若漏氣，則應(yīng)先將漏氣區(qū)域處理完畢后，方可依照上述方法進(jìn)行補(bǔ)氣。

2）氣室檢查。使用抽真空裝置將氣室內(nèi)SF6氣體回收，并不斷補(bǔ)進(jìn)新鮮空氣。當(dāng)真空表顯示壓力為0MPa時(shí)，可以打開(kāi)氣室，逐一檢查內(nèi)部密封圈、接口劃痕、內(nèi)部開(kāi)裂等情況，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，如使用干油膠密封，砂紙打磨等。確定密封情況良好后，同樣按照帶電補(bǔ)氣的方法進(jìn)行操作即可。

3 SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣中的注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)格把握現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求非常嚴(yán)格，必須控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)濕度低于80%，且?guī)щ娧a(bǔ)氣的過(guò)程中要保證溫度高于8℃以上，否則均可能導(dǎo)致補(bǔ)氣時(shí)出現(xiàn)SF6微水量現(xiàn)象、補(bǔ)氣壓力不均衡問(wèn)題等，進(jìn)而影響SF6高壓設(shè)備的安全性能和使用效益。

（2）科學(xué)控制補(bǔ)氣次數(shù)

SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣過(guò)于頻繁很容易造成裝置磨損，從而影響其安全性、可靠性和穩(wěn)定性。如頻繁補(bǔ)氣時(shí)若造成接口松動(dòng)，將可能直接導(dǎo)致空氣進(jìn)入到SF6高壓設(shè)備中，致使SF6氣體遇水反應(yīng)，產(chǎn)生影響金屬部件和絕緣部件的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。同時(shí)，頻繁補(bǔ)氣的過(guò)程中SF6氣體泄漏的可能性加大，長(zhǎng)此以往，可能會(huì)對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境造成危害。因此，在SF6高壓設(shè)備中應(yīng)在國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合本區(qū)域SF6高壓設(shè)備特性，合理設(shè)置補(bǔ)氣間隔時(shí)間。

（3）做好補(bǔ)氣安全防護(hù)

SF6氣體密度過(guò)大或遇水反應(yīng)后，均會(huì)對(duì)人體造成損害。在補(bǔ)氣過(guò)程中為了保證操作的安全性，應(yīng)配置鼓風(fēng)機(jī)，且2人同時(shí)操作，1人補(bǔ)氣，1人監(jiān)督，避免出現(xiàn)嚴(yán)重補(bǔ)氣事故。帶電補(bǔ)氣中人員可酌情穿戴防護(hù)裝置，停電檢修補(bǔ)氣過(guò)程中必須做好個(gè)人防護(hù)。上述環(huán)節(jié)操作時(shí)人員應(yīng)先打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，保證區(qū)域空氣流通暢通。然后，穿好SF6氣體防護(hù)裝置，確保安全防護(hù)到位后，方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

高壓設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)由裝置故障、元件損壞等造成的氣室漏氣。補(bǔ)充SF6氣體時(shí)必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)環(huán)境要求，選擇科學(xué)、高效、安全的補(bǔ)氣裝置，根據(jù)運(yùn)行情況開(kāi)展帶電補(bǔ)氣或檢修補(bǔ)氣，遵循上述方案中的技術(shù)規(guī)范，逐步完成補(bǔ)氣操作。尤其是在檢修補(bǔ)氣過(guò)程中，應(yīng)先對(duì)漏氣情況進(jìn)行檢查和處理，確定無(wú)問(wèn)題后，方可嚴(yán)格依照操作規(guī)范進(jìn)行安全補(bǔ)氣，從而最大限度減少SF6高壓設(shè)備補(bǔ)氣頻率，提升SF6氣體的應(yīng)用時(shí)效。