新型跨越式SF6設備充氣平臺的研究

張凱　高棟　趙航

摘 要：近年來，采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的全封閉組合電器和高壓路器等設備得到廣泛應用。SF6電氣設備運行中經(jīng)常因泄漏或者氣溫變化造成氣室壓力降低，使設備電氣絕緣及性能受到直接影響，造成設備安全隱患，因此檢修人員需經(jīng)常對其進行帶電補氣工作。為滿足SF6設備充氣工作的需要，克服傳統(tǒng)工作方式的弊端，提高資源利用效率，該文介紹一種新型跨越式SF6設備充氣平臺，可以快速、安全、高效的完成充氣工作，保證設備可靠安全運行。

關鍵詞：SF6設備 移動裝置 登高 加熱

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0094-01

隨著電力工業(yè)技術的不斷發(fā)展，SF6氣體作為優(yōu)良的熄弧、絕緣介質(zhì)，在一次變電設備中的應用愈加廣泛。然而，由于受到生產(chǎn)水平、安裝工藝、運行環(huán)境等各方面因素的影響，部分SF6設備在長期運行過程中出現(xiàn)了不同程度的氣室壓力降低現(xiàn)象，造成設備絕緣性能下降，嚴重威脅電網(wǎng)一次設備的安全運行。因此，亟需研發(fā)一種能夠快速、安全、高效的對SF6設備進行補充氣體的裝置，消除因SF6氣體壓力降低帶來的安全隱患。

1 傳統(tǒng)充氣方式的弊端

目前，對變電站內(nèi)SF6設備進行的氣體補充工作，多采用“手抬、車推、梯爬”等傳統(tǒng)方式，即依靠人力完成對SF6氣體鋼瓶的搬運工作；依靠推車完成轉(zhuǎn)移、運輸工作；用絕緣梯完成充氣作業(yè)現(xiàn)場的裝置連接工作。傳統(tǒng)作業(yè)方式不僅需要耗費大量的人力、物力，而且在設備轉(zhuǎn)移、安裝過程中需要跨越路基石、電纜溝等多種障礙，極易發(fā)生氣瓶碰撞，對周圍設備與工作人員人身安全造成威脅。此外，在作業(yè)方式上，對作業(yè)基準面較高的充氣點，傳統(tǒng)作業(yè)方式需要采用絕緣梯等工具輔助，作業(yè)過程費時、費力，且難度與風險較大；同時，傳統(tǒng)充氣方式還存在對氣體利用效率低的缺點，造成氣瓶內(nèi)仍剩余氣體較多，形成資源浪費，這種現(xiàn)象在冬季氣溫低時更為突出，大大提高了充氣成本。

針對以上傳統(tǒng)SF6氣體充氣方式中出現(xiàn)的困難，到目前還沒有一個高效的、綜合的解決方案，只能針對各個情況，用傳統(tǒng)方式逐一克服，這樣大大增加了SF6氣體帶電充氣作業(yè)的成本與風險，降低了SF6氣體帶電充氣作業(yè)的效率。一種新型的跨越式SF6氣體帶電充氣裝置可以較好的解決實際工作中氣瓶運輸費力、越障困難、連接操作繁瑣、氣體資源浪費等多方面問題，實現(xiàn)SF6氣體帶電充氣作業(yè)的快速、安全、高效。

2 跨越式SF6設備充氣平臺的主要構成和特色

2.1 平臺移動裝置

變電站內(nèi)的SF6設備大多都在水泥平臺上，其間還有各種線槽盒或其它復雜地形的阻隔。充氣平臺如果想要到達充氣設備的附近，就要具備能夠跨越各種復雜地形的移動裝置，且該裝置需要滿足以下幾點：平地移動良好，轉(zhuǎn)向良好，重心穩(wěn)定，能翻越約20cm高的障礙物，省力輕便，能承載150kg的載荷重量等。

三輪組式移動裝置采用對稱的三個輪組作為前進載體，每個輪組依照行星輪系的運動方式，各個小輪既可以自轉(zhuǎn)，又可以一起繞中心軸公轉(zhuǎn)。平地行走時，兩個小輪自轉(zhuǎn)；在翻越障礙物時，當A輪到達障礙物邊緣后，B輪繞中心軸公轉(zhuǎn)，進而到達障礙物的上沿，這時施加外力，可使整個裝置以B輪為支撐點，抬到障礙物的上面，從而完成爬升或翻越的功能，并達到省力的目的，如圖1。

2.2 登高作業(yè)平臺

大多數(shù)SF6設備充氣接口位置較高，傳統(tǒng)的充氣方式需要使用絕緣梯，十分繁瑣。為提高作業(yè)效率，該裝置加入登高作業(yè)平臺。該平臺參考人字梯結(jié)構，利用氣瓶運輸車作為人字梯的一側(cè)，另一側(cè)設計為可伸縮的絕緣梯。移動時，伸縮梯可收于運輸車內(nèi)，用卡扣固定；作業(yè)時，打開卡扣，將伸縮梯拉到與地面夾角成60°角位置，并打開附加支腿固定。為保證在梯子上安全可靠工作，氣瓶運輸車輪設置鎖止裝置，梯子底部采用絕緣防滑材料，如圖2。

2.3 氣瓶加熱裝置

充氣時，氣瓶中的六氟化硫需吸收大量熱量由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，而當環(huán)境溫度較低，沒有足夠外部熱源給氣瓶補充熱量時，會造成多半的六氟化硫殘留在氣瓶中無法排出，因此，為避免浪費、節(jié)約成本，需要對氣瓶進行加熱處理。

常用的加熱方式為汽油噴燈加熱氣瓶來補充熱源，其存在受熱面積不均勻、工作效率低等問題，并且存在嚴重的安全隱患。該氣瓶加熱裝置采用三組額定電壓為220V，額定功率為1000w的電阻絲并聯(lián)加熱，裝置簡單易控，三組電阻絲分別置于氣瓶底部、中部和上部，能使氣瓶內(nèi)的六氟化硫液體迅速受熱后氣化，滿足SF6設備充氣過程中六氟化硫液體氣化大量吸熱的需求，提高了資源利用率及充氣速度。

3 效益分析

新型跨越式SF6設備充氣平臺的使用，可減少氣瓶在設備區(qū)搬運過程中帶來的巨大危險，同時大大減少工作時間和人力。根據(jù)充氣記錄，以每張作業(yè)票對5個氣室進行充氣作業(yè)計算，使用跨越式SF6設備充氣平臺可使每次作業(yè)時間減少40min，作業(yè)人員數(shù)量減少3人，一年將節(jié)省3720min的工作時間及279人次的工作量。

4 結(jié)語

通過系統(tǒng)整合，新型跨越式SF6設備充氣平臺，解決了傳統(tǒng)作業(yè)方式中運輸費力、越障困難、操作復雜、資源利用率低下等多方面問題，并且其結(jié)構簡單，容易維護，應用前景十分廣泛。

參考文獻

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