變電站高壓斷路器壓力測量接頭的設計及應用

臧志剛

【摘要】本文設計了三種形式的壓縮空氣測量儀表、SF6密度繼電器專用接頭，采用接頭自密封的結(jié)構(gòu)，解決了以往校驗儀表時必須泄壓或收集、干燥SF6氣體，且設備停電方可操作而導致的影響供電設備的可靠性、經(jīng)濟性的問題，方便地實現(xiàn)了對壓力檢測儀表、SF6密度繼電器的現(xiàn)場校驗及維修。

【關(guān)鍵詞】斷路器 壓力測量接頭 設計 應用

1、引言

壓力類儀表及SF6密度繼電器是對高壓斷路器進行檢測的關(guān)鍵設備。對于運行中的斷路器，壓力測量裝置是用以實時測量斷路器氣動操作機構(gòu)氣體壓力的重要檢測設備，通過壓力開關(guān)獲取的信息來控制增壓電機啟/停，實現(xiàn)氣壓異常報警、閉鎖重合閘等的重要作用。SF6密度繼電器是用來監(jiān)視斷路器內(nèi)SF6氣體密度多少，并根據(jù)情況及時準確地發(fā)出報警信號和閉鎖指令的重要設備。它們性能的好壞直接影響到斷路器的安全可靠運行。因此對壓力表、SF6密度繼電器的定期校驗是保證SF6高壓組合電器安全可靠運行的必要手段。然而現(xiàn)場校驗這些壓力裝置時存在如下問題：

1）必須停電操作。

2）要把儲氣罐中的氣體壓力泄為0，才可拆卸進行校驗，校驗后需要將儲氣罐氣體補充至額定壓力值，經(jīng)常造成斷路器空氣壓縮機打壓時間過長而自動停機。

3）由于長時間的擠壓，有的斷路器內(nèi)置自密封裝置的可靠性降低，要把斷路器本體的SF6氣體回收，才可拆卸進行校驗，校驗后需要將儲氣罐補充氣體，造成SF6氣體的浪費且工作時間較長。

4）由于校驗SF6密度繼電器后密封性難以保證，對斷路器的安全運行造成了隱患。

5） 除主變斷路器外，其它斷路器一般都是每天停一臺，檢修工作效率低，成本高。

6）目前一次設備都在推廣狀態(tài)檢修技術(shù)，一次設備檢修周期與儀表校驗周期不同，導致儀表無法校驗。

所以，重新設計不同形式的壓縮空氣測量儀表、SF6密度繼電器接頭，解決以上問題十分必要。

2、壓力接頭結(jié)構(gòu)設計

通過變電站斷路器裝有的壓力表、SF6密度繼電器的相關(guān)斷路器進行仔細研究后，多次試驗后，我們設計制作了三種閥門接頭：AN接頭、JDY閥門和JL接頭。

3、技術(shù)要求

接頭裝置主要技術(shù)指標如下：

1）壓力范圍：（AN接頭）0～1.0MPa（絕對壓力）、（JDY；GL接頭）0～2MPa；2）允許使用溫度：-20℃～+60℃； 3）檢驗方法：（AN接頭）氮氣（水分體積分數(shù)不超過150×10-6）檢漏，（JDA；GL接頭）壓縮空氣檢漏。；4）閥體材料： HPb59-1 優(yōu)質(zhì)銅材 （銅為耐SF6電弧分解物腐蝕材料）；5） 存儲溫度： -50℃～+60℃；6）表面處理：鍍鎳；7）接口尺寸：本體連接口：M20×1.5表連接口： M20×1.5

8）重量≤0.5kg

4、接頭性能試驗結(jié)果

4.1 試驗室測試（測試報告略）

在檢驗環(huán)境條件：溫度20±2℃，相對濕度：65%的條件下對AN接頭加以1MPa；JDY、GL加以3MPa、的氣體壓力，分別測試60分鐘，24小時的泄漏測試，無泄漏。

4.2 現(xiàn)場測試

4.2.1 接頭不停電時更換自密封裝置的密封性能測試

4.2.1.1 JDY接頭裝置及GL接頭裝置

在斷路器壓力表接頭的停電更換工作，檢驗時拆下壓力表后，在接表端端口刷上發(fā)泡劑無氣泡產(chǎn)生。對加裝過接頭的斷路器進行不停電更換試驗驗證工作，試驗時拆下壓力表，在接表端端口刷上肥皂水30分鐘都無氣泡產(chǎn)生。

這兩次不停電更換試驗說明，接頭的自密封接頭密封性能良好，達到預期要求。

4.2.1.2 AN接頭裝置

對35kV斷路器SF6密度繼電器AN接頭裝置的加裝，進行不停電模擬更換試驗。在接表端口用包扎法進行氣體檢漏，8小時后無氣體泄漏。安裝好SF6密度繼電器后，通過校驗、充氣接口對斷路器本體進行SF6補氣。證明接頭密封性達到要求。

4.2.2 斷路器正常工作時接頭的密封性能測試

對JDY、GL兩種接頭裝置進行了8個月的試運行。通過對加裝前與加裝后的打壓次數(shù)進行對比，加裝前與加裝后打壓次數(shù)無變化，證明接頭的密封性能達到要求。

對AN接頭裝置同樣進行了8個月的試運行，我們對加裝前與加裝后的壓力示值進行對比，發(fā)現(xiàn)壓力示值基本無變化，證明該種接頭裝置的密封性能達到要求。

5、 JDY接頭及GL接頭的應用

熱工儀表專業(yè)人員對35kV 、220kV斷路器空氣壓力表加裝了相應的接頭裝置后，進行了不停電模擬驗證工作，間隔一個月后又進行了一次不停電模擬驗證的工作， 通過兩次不停電驗證以及對打壓次數(shù)、斷路器運行正常的觀察，該接頭裝置運行效果達到設計要求。從2008年1月至8月對加裝后8個月的壓力值進行對比（35kV SF6斷路器年漏氣率小于小于1%），結(jié)果正常。

6、結(jié)論及推廣

三種接頭裝置安裝后，能使這些斷路器在不停電的情況下就能方便快捷地拆卸、校驗壓力表或SF6密度繼電器，節(jié)約了成本，節(jié)省人力，大大提高了工作效率。同時由于SF6密度繼電器不用拆卸就不會影響密封性能，從而有效保證斷路器安全穩(wěn)定、可靠經(jīng)濟的運行。

（1）220kV3 斷路器空氣壓力表加裝接頭后，可在不停電的情況下進行校驗或更換處理；35kV8臺斷路器SF6密度繼電器加裝接頭后可在不停電的情況下進行校驗、更換及通過接頭對設備進行抽真空和充氣處理。

（2）加裝接頭后節(jié)約了成本、人力開支，大大提高了工作效率。同時由于不用拆卸就不會影響密封性能，從而有效保證開關(guān)安全穩(wěn)定、可靠經(jīng)濟的運行。

（3）JDY、GL接頭經(jīng)過三年的安全運行、AN接頭經(jīng)過二年的安全運行全部達到預期目的，可推廣使用。通過在壓力表計上加裝接頭裝置，使拆裝和校驗這些表計不受停電限制，不僅減輕了運行人員的負擔，同時由于不受停電計劃的限制，儀表檢修人員一天能按計量周檢計劃校驗儀表，大大提高了工作效率。若安裝AN接頭由于不用拆卸就不會影響密封性能。所以，對已運行的相關(guān)的設備，可以考慮采用以上三種接頭，用以保證計量檢定的可靠性和準確性，完成計量周檢計劃而不影響電網(wǎng)設備的安全運行。

7、建議

綜上所述，提出如下兩點建議：

1）電力企業(yè)應要求各供電公司在采購斷路器的合同上提出相應技術(shù)規(guī)范，在壓力類儀表前必須安裝一個閥門式連接裝置，保證其可在不停電的情況下進行校驗或更換處理，而不影響氣動操作機構(gòu)、SF6斷路器的安全可靠運行。

2）對已運行的斷路器，結(jié)合停電檢修逐步安裝閥門式連接裝置，保證以后斷路器不因為測量儀表而影響正常運行，并且在不停電的情況下可進行壓力類儀表的校驗或維修。