萬用組合式自封SF6氣體充氣管道的研制

張磊+錢開一+仇文藝

摘 要： SF6充氣設(shè)備在充補(bǔ)氣時(shí)必須使用專用的充氣管道，而目前并沒有專門制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使用的充氣管道基本是自制，所用的材料大都是易老化、含水量較高的氧氣皮管，水分和雜質(zhì)便能輕易進(jìn)入設(shè)備，造成極大危害；再者，自制且簡(jiǎn)易的充氣管路使用年限短，接頭與皮管間綁扎不牢易脫落，使用和保管極不方便。因此開發(fā)設(shè)計(jì)一款萬用組合式自封SF6氣體充氣管道，從源頭有效杜絕水分及雜質(zhì)進(jìn)入SF6設(shè)備內(nèi)部，加裝標(biāo)準(zhǔn)壓力表，使得充補(bǔ)氣工作更加標(biāo)準(zhǔn)、方便。

關(guān)鍵詞： 特氟龍；密封性；任意組裝性；壓力表

0引言

近年來，隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展和技術(shù)裝備水平的提高，SF6電氣設(shè)備已大量投運(yùn)。目前，在我國(guó)SF6氣體絕緣斷路器和SF6氣體絕緣變電站（GIS）的應(yīng)用已是相當(dāng)廣泛。由于SF6設(shè)備經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行經(jīng)常存在漏氣的可能發(fā)生，這就需要定期進(jìn)行補(bǔ)氣，補(bǔ)氣作業(yè)時(shí)存在以下常見問題：

1）往設(shè)備中充入、補(bǔ)入的氣體通?；烊肟諝?，嚴(yán)重影響SF6氣體質(zhì)量指標(biāo)；

2）補(bǔ)氣管道的長(zhǎng)短不易控制，有的地方需要比較長(zhǎng)的管道，攜帶非常不方便，并且笨重，由于補(bǔ)氣管道不是自封的，補(bǔ)氣完成后管道內(nèi)的SF6氣體只能排空了，即污染空氣，又浪費(fèi)了SF6氣體，不可取；

3）補(bǔ)氣時(shí)對(duì)SF6氣體的流量和壓力控制不準(zhǔn)確，有時(shí)，待補(bǔ)氣設(shè)備里的SF6氣體的壓力等狀態(tài)參數(shù)也不便得知，這給補(bǔ)氣過程帶來困擾；

4）目前常用的補(bǔ)氣管道不耐低溫，也不帶保護(hù)結(jié)構(gòu)，通常零下幾度就不容易彎曲，管道連接過程和測(cè)量過程中比較不方便，同時(shí)在戶外環(huán)境比較惡劣的情況下，管道容易被損壞；

1、技術(shù)背景

1.1、SF6充氣設(shè)備的安裝、解體檢修后的組裝、密封性能降低后的漏氣等等都需要及時(shí)進(jìn)行充補(bǔ)氣；

1.2、SF6設(shè)備必須嚴(yán)格控制水分含量：水分嚴(yán)重超標(biāo)將危害絕緣，影響滅弧，并產(chǎn)生有毒物質(zhì)，原因如下：

1）含水量較高的氣體在電弧作用下被分解，SF6氣體與水分產(chǎn)生多種水解反應(yīng)，產(chǎn)生W03、 CuF2、WOF4等粉末狀絕緣物，其中CuF2有強(qiáng)烈的吸濕性，附在絕緣表面，使沿面閃絡(luò)電壓下降，HF、H2S03等具有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)固體有機(jī)材料和金屬有腐蝕作用，縮短了設(shè)備壽命；

2）含水量較高的氣體，在電弧作用下產(chǎn)生很多化合物，影響SF6氣體的純度，減少SF6氣體介質(zhì)復(fù)原數(shù)量，還有一些物質(zhì)阻礙分解物還原，滅弧能力將會(huì)受影響；

3）含水量較高的氣體在電弧作用下分解成化合物W02、 SOF4、S02F2、SOF2、S02等，這些化合物均為有毒有害物質(zhì)。

2、現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)及本發(fā)明目的

2.1、現(xiàn)有SF6充氣設(shè)備充氣管路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）使用的皮管通常為氧氣皮管，其水分含量較高，易老化；

2）皮管與各個(gè)接頭的連接通常用鉛絲綁扎，密封性能差，并且不能經(jīng)受高壓力，經(jīng)常發(fā)生接頭漏氣、脫落等現(xiàn)象；

3）充氣管路中沒有配置標(biāo)準(zhǔn)壓力表，不能與SF6設(shè)備的實(shí)際壓力進(jìn)行比對(duì)。

2.2、本發(fā)明目的

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明是用于SF6充氣設(shè)備進(jìn)行充補(bǔ)氣工作的專用設(shè)備。

3、本發(fā)明技術(shù)方案詳細(xì)闡述

3.1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：

圖1 萬用組合式自封SF6氣體補(bǔ)氣管道示意圖

3.2、本實(shí)用新型充氣管道組成

如圖1所示，本發(fā)明包括5部分組成：

1）萬用自封接頭

圖1中標(biāo)號(hào)1的一端為M20×1.5萬用接頭螺母，連接所需補(bǔ)氣的SF6設(shè)備各種接頭，另一端連接世偉洛克母型自封接頭標(biāo)號(hào)2的一端，就這樣1和2組成了該萬用組合式自封SF6氣體補(bǔ)氣管道的萬用自封接頭部分。該部分的特點(diǎn)是：相對(duì)獨(dú)立，安裝方便，自封。

2）針型閥體后級(jí)自封管道

圖1中標(biāo)號(hào)3的一端為世偉洛克公型接頭，帶頂針端連接世偉洛克母型自封接頭標(biāo)號(hào)2的另一端；標(biāo)號(hào)4為特氟龍管，用于高純SF6氣體通道，外部金屬保護(hù)管；標(biāo)號(hào)5為世偉洛克母型自封接頭；標(biāo)號(hào)2和3為插拔式自封快速連接接頭，只需要2，3對(duì)插一下，就將本實(shí)用新型的一，二部分快速連接起來了。該部分的特點(diǎn)是：管道耐高壓，耐低溫，軟管，可以盤起來，收放自如。

3）針型閥體

該部分由圖1中標(biāo)號(hào)6，8，數(shù)字顯示壓力表標(biāo)號(hào)7，流量調(diào)節(jié)閥標(biāo)號(hào)9組成。標(biāo)號(hào)5和6為插拔式自封快速連接接頭，只需要5，6對(duì)插一下，就將本實(shí)用新型的一，二，三部分快速連接起來了。此時(shí)，調(diào)節(jié)針型閥旋鈕，待補(bǔ)氣設(shè)備中SF6氣體壓力通過數(shù)字顯示壓力表快速并且準(zhǔn)確地顯示出來了。本部分特點(diǎn)：完全自封，避免空氣污染；可調(diào)節(jié)補(bǔ)氣流量；準(zhǔn)確顯示SF6氣體壓力；體積小，管路連接方便，操作簡(jiǎn)單。

4）針型閥體前級(jí)自封管道

本部分同針型閥體后級(jí)自封管道，它主要作用是加長(zhǎng)補(bǔ)氣線路，防止鋼瓶無法搬運(yùn)到某些地點(diǎn)。圖1中標(biāo)號(hào)10為世偉洛克母型自封接頭，與標(biāo)號(hào)8實(shí)現(xiàn)快速自封連接，如此就將一，二，三，四部分快速連接起來了；標(biāo)號(hào)12為世偉洛克公型自封接頭，與標(biāo)號(hào)13實(shí)現(xiàn)快速自封連接，將一，二，三，四，五部分快速連接起來了。

5）氣源連接管道

該部分由圖1中標(biāo)號(hào)13，帶金屬保護(hù)管的特氟龍管標(biāo)號(hào)14，與鋼瓶減壓閥連接的活接螺母標(biāo)號(hào)15組成。這部分管道較短，與鋼瓶連接好后，便不再拆卸，使之與鋼瓶標(biāo)號(hào)16成為一體。如此，整個(gè)補(bǔ)氣管路便連接完成。

4.推理方式推導(dǎo)本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)

將該實(shí)用新型的一，二，三部分連接起來，便得到一個(gè)精準(zhǔn)的壓力表，即可以顯示真空度，又可以顯示正壓，這樣便能輕松獲得SF6設(shè)備內(nèi)SF6氣體的狀態(tài)，判斷是否需要補(bǔ)氣。另一方面，將世偉洛克公型自封接頭8連接到SF6氣體取樣瓶上，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)針型閥，便可以從SF6設(shè)備中取樣，以便分析設(shè)備中SF6氣體的密度，露點(diǎn)，分解產(chǎn)物等等。

主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1）各個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，便于存放；

2）管路自封性強(qiáng)，耐2Mpa高壓，耐-40℃低溫，優(yōu)質(zhì)特氟龍管軟管，帶金屬外殼保護(hù)，可直接盤起來，室外惡劣環(huán)境下同樣適用；

3）針型閥體部分小巧實(shí)用，即可實(shí)現(xiàn)氣體流量調(diào)節(jié)，又可準(zhǔn)確測(cè)量氣體壓力，同時(shí)連接管路方便快捷，且完全自封，避免空氣污染管道內(nèi)氣體。

5、技術(shù)亮點(diǎn)

1）充氣管路標(biāo)準(zhǔn)化。材質(zhì)使用特氟龍管道，保證干燥清潔，杜絕水分和雜質(zhì)入侵設(shè)備本體；

2）可靠的密封性。各部接頭均采用世偉洛克接頭，保證密封可靠；

3）任意組裝性。世偉洛克接頭拔插極為方便，即使帶有壓力也輕松完成；

4）實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓力。標(biāo)準(zhǔn)壓力表能夠準(zhǔn)確指示壓力值，對(duì)未裝設(shè)壓力表的設(shè)備極為方便；

5）壓力表校驗(yàn)功能。控制配套閥門的進(jìn)出氣量即可；

6）長(zhǎng)期保管及攜帶。外層加裝金屬保護(hù)管，不易磨破及老化?！?