多功能SF6氣體快速充氣裝置的研制與應(yīng)用

劉彩霞，劉旭鋒，李 強(qiáng)

（國網(wǎng)山西送變電工程有限公司，山西 太原 030006）

特高壓工程工期緊、任務(wù)重，設(shè)備安裝的進(jìn)度將直接影響整條特高壓線路是否能按期投運(yùn)。GIS充氣效率是設(shè)備安裝進(jìn)度一個(gè)最大的制約因素，針對GIS充氣施工方法，公司研制出一套多功能SF6氣體快速充氣方法。

該充氣方法可操作性強(qiáng)、推廣應(yīng)用前景好，在提高1 000 kV GIS設(shè)備安裝效率、控制施工成本等方面有充分的指導(dǎo)意義。

1 主要用途

1 000 kV GIS設(shè)備氣室多、容量大，作業(yè)周期長。通過使用多功能SF6氣體快速充氣裝置，解決了SF6氣體充氣慢的難題，提高了充氣效率，加快了施工進(jìn)度。

2 技術(shù)原理

2.1 充氣裝置結(jié)構(gòu)

本裝置由減壓器、充氣管路、緊急制止閥、充氣接頭、SF6氣體存放箱柜及加熱系統(tǒng)組成，其中，減壓器包括氣瓶側(cè)表計(jì)、管路側(cè)表計(jì)和減壓閥，其減壓閥進(jìn)氣口與氣瓶連接，減壓閥充氣口連接于充氣管路的一端，加熱系統(tǒng)位于SF6氣體存放箱柜的底部，箱柜底部裝設(shè)有4個(gè)萬向輪，方便移動(dòng)，配備一套吊裝工具。

2.2 充氣裝置的應(yīng)用

2.2.1 清潔和檢漏

充氣前，先對充氣管路抽真空進(jìn)行清潔和檢漏。

2.2.2 將SF6氣體裝入充氣裝置中

使用專用的吊裝工具將SF6氣體裝入多功能SF6氣體快速充氣裝置中，所使用的瓶數(shù)根據(jù)氣室的容量大小確定。

2.2.3 調(diào)整充氣壓力

每瓶SF6氣體連接對應(yīng)的充氣接頭，將充氣管路一端接入充氣裝置，另一端接入設(shè)備本體的充氣接口。充氣前，先將減壓閥關(guān)閉，將充氣閥門打開后再打開減壓閥，根據(jù)各氣室的額定壓力值并通過減壓閥調(diào)整充氣壓力，減壓閥調(diào)整壓力為高于氣室額定壓力值0.1 MPa即可（充氣過快會(huì)導(dǎo)致氣瓶和充氣管路結(jié)冰）。以上步驟完成后，將本氣室進(jìn)行充氣至0.2 MPa，待相鄰氣室充氣至0.2 MPa后，將本氣室充氣至額定壓力。

2.2.4 GIS充氣流程施工要點(diǎn)

GIS充氣流程施工要點(diǎn)如下：①抽真空前檢查管路裝配是否完好、有無漏點(diǎn)。②真空度、真空保持時(shí)間、真空泄漏檢測等滿足產(chǎn)品技術(shù)文件要求。③充氣使用減壓閥，充氣時(shí)先關(guān)閉減壓閥，打開氣瓶閥門，再慢慢打開減壓閥進(jìn)行SF6充氣。在天氣較冷的地區(qū)，應(yīng)采用組合氣瓶與智能加熱裝置注氣。嚴(yán)禁氣瓶倒置充氣。④抽真空結(jié)束后，首次充入SF6氣體為微正壓，同時(shí)對相鄰氣室抽真空，二次充氣為額定壓力的半壓，檢查所有密封面，確認(rèn)無滲漏，再進(jìn)行含水量測試，合格后再充至額定壓力。相鄰氣室壓差應(yīng)滿足產(chǎn)品技術(shù)文件要求。⑤設(shè)備安裝完畢，充入SF6氣體至額定壓力4 h后，抽取該氣室氣樣進(jìn)行純度檢測，純度應(yīng)大于97%；然后對該氣室所有密封面進(jìn)行包扎，包扎后24 h進(jìn)行年漏氣率測量，年漏氣率小于0.5%.⑥檢測SF6氣體含水量在充氣完成并靜置120 h后進(jìn)行。

2.2.5 GIS充氣工藝標(biāo)準(zhǔn)

GIS充氣工藝標(biāo)準(zhǔn)如下：①充氣設(shè)備及管路潔凈、無水分、無油污；管路連接可靠，無滲漏。應(yīng)采用帶有電磁逆止閥的真空機(jī)組抽真空，氣室內(nèi)真空度應(yīng)滿足產(chǎn)品技術(shù)文件要求。②氣瓶充SF6氣體時(shí)閥門不宜打開過大，出口壓力不宜過高，壓力表指針不抖晃，以緩慢上升為宜，防止液態(tài)氣體進(jìn)入氣室內(nèi)。③注氣前，SF6全分析、含水量、純度等試驗(yàn)合格，SF6純度應(yīng)不小于99.9%或SF6氣體中空氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.04%.④充入斷路器氣室內(nèi)氣體的含水量應(yīng)小于150 μL/L，其他氣室含水量小于250 μL/L。⑤氣室密封檢查應(yīng)在充氣24 h后進(jìn)行，測量設(shè)備靈敏度不應(yīng)低于1×10-2Pa·cm3/s，每個(gè)氣室的年泄漏率應(yīng)小于0.5%.⑥充氣過程中觀察壓力表，當(dāng)壓力低于氣室額定壓力和環(huán)境溫度較低時(shí)，通過溫度控制系統(tǒng)調(diào)整加熱裝置溫度對SF6氣瓶進(jìn)行加熱，加快充氣速度。

2.2.6 注意事項(xiàng)

充氣中，需要注意以下3點(diǎn)：①設(shè)備充氣在空氣濕度小于80%時(shí)進(jìn)行；②氣瓶內(nèi)壓力小于0.5 MPa時(shí)停止充氣；③充氣結(jié)束或過程中發(fā)生故障時(shí)，先關(guān)閉緊急制止閥，再關(guān)閉充氣閥門。

3 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

本裝置關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)在于：①多功能SF6快速充氣裝置安裝有10個(gè)充氣接頭，可滿足最多10瓶SF6氣瓶同時(shí)充氣，加快了充氣速度；②多功能SF6快速充氣裝置自帶加熱裝置，充氣的同時(shí)可給SF6氣瓶加熱，解決了冬季施工SF6氣體不能完全注入的難題，提高了施工效率；③該裝置底部安裝4個(gè)萬向輪，方便移動(dòng)。

4 與同類先進(jìn)成果技術(shù)指標(biāo)的對比情況

傳統(tǒng)的SF6氣體充氣方法：采用單瓶氣體充氣，尤其在冬季施工時(shí)，需在每瓶氣瓶外加裝加熱裝置才能使氣體充分注入。此施工方法時(shí)間長，施工效率低。

目前多數(shù)采用的充氣方法：雖能滿足多瓶氣體同時(shí)充注，但不自帶加熱功能，不能有效解決充氣慢的難題。

多功能SF6氣體快速充氣裝置：使用此裝置可滿足10瓶氣體同時(shí)注氣，自帶加熱裝置，解決了充氣慢的難題。此方法耗時(shí)短，可提高施工效率。

5 推廣應(yīng)用情況及前景

1 000 kV GIS注氣是設(shè)備安裝進(jìn)度一個(gè)最大的制約因素，使用多功能SF6氣體快速充氣裝置，可滿足多瓶氣體同時(shí)注入，對提高施工效率、縮短施工工期起到了很大的推進(jìn)作用。本方法可操作性強(qiáng)、推廣應(yīng)用前景好、節(jié)能減排功效顯著，在提高1 000 kV GIS設(shè)備安裝效率、提高安裝工藝質(zhì)量、控制施工成本等方面有充分的指導(dǎo)意義。

6 節(jié)能減排及經(jīng)濟(jì)效益

在庫車750 kV變電站新建工程使用的SF6氣體充氣方法，在晉北1 000 kV變電站新建工程中得到了充分的應(yīng)用，通過改進(jìn)及優(yōu)化SF6氣體快速充氣裝置的功能，從組織、規(guī)劃、實(shí)施、評價(jià)和人員安全與健康規(guī)格方面，最大限度地節(jié)約了資源，減少對環(huán)境有負(fù)面影響的施工活動(dòng)，并且滿足特高變電站電力安全、可靠輸送的需求，同時(shí)促進(jìn)清潔能源發(fā)展、有效解決霧霾問題，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。