便攜環(huán)保型六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施

張曉春

（貴州電網(wǎng)安順供電局，貴州 安順 561000）

1 背景研究

六氟化硫（SF6）氣體有良好的絕緣性能和滅弧性能。耐電強(qiáng)度為同一壓力下氮?dú)獾?.5倍，擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍，是一種優(yōu)于空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料。六氟化硫以其良好的絕緣性能和滅弧性能廣泛使用在高壓斷路器、變壓器、氣封閉組合電器、互感器等電器設(shè)備上?，F(xiàn)有六氟化硫氣體補(bǔ)充裝置在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：1）六氟化硫斷路器生產(chǎn)廠家多，配套的六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置也多，結(jié)構(gòu)各異，一套六氟化硫氣體補(bǔ)充裝置只能使用在一個(gè)廠家生產(chǎn)的一種型號(hào)六氟化硫斷路器上，充氣接頭和管道的配置占據(jù)了大量的溫濕度儲(chǔ)存柜；2）不同廠家配套的六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置充氣接頭外形相像，檢修人員外出工作時(shí)常拿錯(cuò)六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置；六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置不能相互通用造成了浪費(fèi)，對(duì)管理各式充氣接頭和管道造成困難；3）不同氣體管道與接頭連接需要不同工器具進(jìn)行連接，安裝使用不便；4）通過(guò)螺栓固定和綁扎方式連接充氣管，斷路器內(nèi)的六氟化硫氣體容易泄漏，對(duì)人體和環(huán)境造成危害。

2 六氟化硫氣體的性質(zhì)與SF6氣體斷路器特點(diǎn)

六氟化硫氣體斷路器是利用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的新型高壓斷路器。SF6氣體是無(wú)色、無(wú)臭、不燃、無(wú)毒的惰性氣體。它的沸點(diǎn)是-62℃，工作溫度達(dá)150℃，密度是空氣的5.1倍，熱導(dǎo)率是空氣的2.5倍。0℃時(shí)，1.408MPa下SF6氣體會(huì)變成液體。SF6氣體有較高的介電強(qiáng)度，在均勻電場(chǎng)和相同條件下其絕緣強(qiáng)度是空氣的2.5～3倍；0.304MPa下，SF6氣體的絕緣強(qiáng)度與變壓器油的絕緣強(qiáng)度相同，因而采用SF6氣體作為電器的絕緣介質(zhì)，可以縮小電器的尺寸。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于110kV的戶內(nèi)設(shè)備，若采用SF6全絕緣組合電器，其占地面積為原來(lái)戶內(nèi)設(shè)備的30%，體積是原來(lái)的15%。若與戶外設(shè)備相比，占地面積只占敞開(kāi)式設(shè)備的5%。

SF6氣體斷路器的優(yōu)點(diǎn)是：1）斷口耐壓高。SF6氣體斷路器的單元斷口耐電壓高，與相同電壓等級(jí)的油斷路器相比，SF6氣體斷路器斷口數(shù)和絕緣支柱數(shù)較少，因而零部件數(shù)量相對(duì)減少。2）開(kāi)斷性能良好。SF6氣體斷路器的開(kāi)斷電流大，滅弧時(shí)間短。開(kāi)斷小電感小電容電流時(shí)，其過(guò)電壓值較小，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，不需要用并聯(lián)電阻。3）允許的開(kāi)斷次數(shù)多，檢修周期長(zhǎng)。SF6氣體被電弧作用后分解少部分低氟化物，這些低氟化物在電弧熄滅后，在極短時(shí)間（10-6s）內(nèi)能重新結(jié)合為SF6氣體，且在電弧作用下的分解物不含碳等影響絕緣能力的物質(zhì)。在嚴(yán)格控制水分的情況下，生成物沒(méi)有腐蝕性。因此開(kāi)斷后SF6氣體的絕緣強(qiáng)度不會(huì)下降，允許的開(kāi)斷次數(shù)多且檢修周期長(zhǎng)。4）操作時(shí)噪聲小，壽命長(zhǎng)，對(duì)恢復(fù)電壓不敏感。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭、空氣快速接頭、充氣管接頭、充氣管和氣體減壓閥。采用本實(shí)用新型，只需一套裝置就能對(duì)不同廠家的不同型號(hào)六氟化硫氣體斷路器進(jìn)行快速充氣，操作效率高，省時(shí)省力，節(jié)約成本，易于管理。

3 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置的設(shè)計(jì)方案

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭、空氣快速接頭、充氣管接頭、充氣管和氣體減壓閥。將原來(lái)各廠家生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)各異的六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置統(tǒng)一簡(jiǎn)化為“接頭”+“空氣快速接頭”+“充氣管接頭”+“充氣管”+“氣體減壓閥”的結(jié)構(gòu)形式，省去了不必要的部件，保留核心的充氣功能所必須的部件，使得該裝置能夠通用。使用一套與廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)斷路器所對(duì)應(yīng)的“接頭”，配合通用部件就可在不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)六氟化硫（SF6）斷路器上使用。從而在進(jìn)行斷路器補(bǔ)充六氟化硫（SF6）氣體及維修抽真空工作時(shí)，極大的提高了生產(chǎn)效率，避免了眾多原廠配置設(shè)備的閑置和浪費(fèi)。瓷瓶支柱式和其他戶外高壓斷路器相似，滅弧裝置在支柱瓷套的頂部，由絕緣桿操作。其優(yōu)點(diǎn)是系列性好，以不同個(gè)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)滅弧單元與支柱瓷套，可組成不同電壓等級(jí)的斷路器。落地罐式類似于箱式多油斷路器，滅弧系統(tǒng)以絕緣件支撐在接地金屬罐的中心，借助于套管引線。這種結(jié)構(gòu)抗振性好，便于加裝電流互感器，但系列性較差。所述的接頭與各廠家的六氟化硫氣體補(bǔ)氣裝置接頭一致，組成一套充氣接頭，并統(tǒng)一放置在一起。

圖1 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖（未配充氣接頭）

圖2 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置爆炸圖

圖3 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖（配有接頭1）

充氣管為金屬軟管。金屬軟管較橡膠管的優(yōu)勢(shì)明顯，能簡(jiǎn)化與充氣管接頭的連接。充氣管接頭為卡套式金屬軟管接頭。充氣管在接入時(shí)只需插入即可，不必使用螺栓固定和綁扎的方式連接。對(duì)密封要求很高時(shí)，可以直接將充氣管接頭和充氣管直接焊接在一起。氣體減壓閥為氧氣表。由于氧氣表是常用的設(shè)備，成本較低?？諝饪焖俳宇^與接頭，空氣快速接頭與充氣管接頭均采用螺母連接，拆卸方便?？諝饪焖俳宇^的使用簡(jiǎn)化了連接過(guò)程，能很好的防止氣體泄漏。

空氣快速接頭可通過(guò)卡扣連接與充氣管配套使用，當(dāng)空氣快速接頭和充氣管連接時(shí)，通過(guò)氧氣表閥門調(diào)節(jié)關(guān)閉閥門，不會(huì)造成六氟化硫（SF6）氣體外泄，不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成危害。這樣一套便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，在新購(gòu)斷路器時(shí)就無(wú)需再購(gòu)買原廠配套的六氟化硫（SF6）充氣裝置。

圖4 便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖（配有接頭2）

4 便攜式SF6氣體斷路器快速充氣裝置實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種便攜式六氟化硫氣體斷路器快速充氣裝置，包括依次連接的接頭（1）空氣快速接頭（2）充氣管接頭（3）和充氣管（4）充氣管4的另一端連接氣體減壓閥，氣體減壓閥連接六氟化硫（SF6）氣瓶。氣體減壓閥采用氧氣表，充氣管接頭3為卡套式金屬軟管接頭，充氣管4為金屬軟管。使用時(shí)，由于空氣快速接頭2和充氣管接頭3上都有螺紋，因此通過(guò)螺母可將上述部件快速

連接，再將充氣管4插入，空氣快速接頭2插入即可。圖3和圖4所示為與不同廠家的接頭1匹配的充氣裝置。

所有使用的接頭1組成一套，放置在50mm*40mm*25mm的箱子內(nèi)，大大節(jié)省了保管儲(chǔ)存空間，使用時(shí)也不宜拿錯(cuò)或遺漏。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比，通過(guò)制作一套接頭，配合充氣裝置完成充氣，每種接頭都能夠與空氣快速接頭連接配套，安裝簡(jiǎn)單、省時(shí)省力。不需要工具就能實(shí)現(xiàn)接頭和各部件的連通或斷開(kāi)，在連接通氣時(shí)只需要將充氣管插入充氣接頭，旋緊螺母，將空氣快速接頭插好即可。解決了以往連接需要使用工具的問(wèn)題。

[1]林婕.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行與發(fā)展[J].民營(yíng)科技，2010（10）：108-109.

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