變電站SF6充氣設備帶電檢測技術研究與應用

張 浩，鄔 欣，周 平，吳國強，馬 贇

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

1 SF6充氣設備開展帶電檢測的背景

1.1 傳統SF6充氣設備檢測技術存在的弊端

隨著氣體絕緣組合電器設備（GIS）技術的迅速發展，SF6充氣設備在電力系統所占的份額越來越大，SF6充氣設備的運行狀況將很大程度上影響電網的安全穩定運行。因此，對SF6充氣設備進行檢測，了解其運行狀況，及時消除設備隱患是一項重要的工作。

傳統的停電檢測方法存在著停電手續復雜，無法隨時停電，停電檢測會影響到電網的供電可靠性等一系列問題；而用傳統檢測連接接頭進行帶電檢測又存在著逆止閥不能正常復歸、漏氣等問題，使得帶電檢測工作具有一定的安全風險而無法普遍開展。因此，檢測周期往往很長，無法及時發現設備存在的隱患。

1.2 SF6充氣設備帶電檢測技術的優勢

為了及時掌握SF6充氣設備的運行狀態，湖州電力局著力于SF6充氣設備帶電檢測的研究，通過自主研發具有專利技術的安全連接接頭并進行了現場應用，實現了對SF6充氣設備不停電的測試，不僅節約了停電操作的人工成本，在提高供電可靠性的同時縮短了檢測周期，又確保檢測工作的安全。

湖州電力局還建立起一套完整的SF6充氣設備帶電檢測制度與流程，實現了對SF6充氣設備的周期性帶電檢測工作，充分掌握了SF6充氣設備的運行狀況，及時發現了SF6充氣設備存在的隱患，并予以消除，從而為電網的安全穩定運行提供強有力的保障。

2 SF6充氣設備帶電檢測的技術特點

2.1 傳統SF6充氣設備連接接頭的局限性

目前SF6斷路器及GIS氣室的檢測用連接接口，一般采用彈簧式逆止閥結構。彈簧式逆止閥的開啟壓力為1.2 MPa，動作行程為7～10 mm，采用這種結構的目的在于能夠有效防止氣室內的SF6氣體泄漏。但是一旦氣體中含有的微小雜質正好在閥口處或者氣體在閥口周圍的湍流作用將會引起彈簧式逆止閥關閉不到位，造成SF6氣體大量泄漏。所以對運行中的斷路器進行SF6氣體的含量測試時，存在著潛在的風險。

對SF6充氣設備的含量檢測需要停電處理，不僅浪費了大量的人力，而且影響到供電的可靠性。為滿足供電可靠性的要求，勢必對停電檢測工作進行嚴格的控制，不可避免地拉長對設備的檢測周期，增加了設備發生故障的風險。

2.2 安全連接裝置的原理

GIS設備與SF6斷路器帶電檢測安全連接裝置結構見圖1，將充氣接口外螺紋旋轉位移作用與其內部頂針推動彈簧式逆止閥芯的直線運動分離。將充氣接口分成2級閥體結構：一級閥體主要是完成接口裝置與彈簧式逆止閥的聯結固定，并形成內部密閉小腔；二級閥的作用是通過螺紋旋轉推動其內部頂針頂開彈簧式逆止閥芯，最終完成打開彈簧式逆止閥動作。同時將充氣接口與四聯通、壓力表、放氣閥以及三角閥、皮管等連結成為充氣套裝置。當充氣完成后，先退出二級閥，通過壓力表的指示變化確認彈簧式逆止閥已經完全關閉，然后再退出一級閥，完成全部的充氣作業。

圖1 接口裝置結構

如果壓力表的指示變化說明彈簧式逆止閥沒有完全關閉，只要再次通過二級閥將彈簧式逆止閥芯進退動作1次，可保證彈簧式逆止閥芯完全關閉。此過程完全在密閉小腔內完成，不會造成氣體泄漏，保證了充氣過程安全可靠，安全連接裝置的現場連接見圖2。

圖2 接口裝置的現場連接

3 SF6充氣設備帶電檢測技術的應用實例

3.1 某220 kV GIS變電站主變壓器的斷路器備用間隔氣室微水超標

在開展對SF6充氣設備周期性的帶電測試工作過程中，對某GIS變電站進行微水及組分普測工作時發現主變壓器的斷路器備用間隔微水超標，數據為605.4 μL/L。為了避免缺陷進一步擴大，立即對該間隔進行停電換氣處理。

根據狀態檢修的要求，該GIS變電站的集中停電檢修安排在3年以后，若未及早發現此隱患，極有可能會發展為設備故障，從而引起電網事故與強迫停電，嚴重影響設備可靠運行。

3.2 某SF6斷路器氣體含量異常

對某SF6開關進行普測工作時發現含量出現異常，測試結果中顯示：氣體中出現了SO2成分，其含量為 21 μL/L， 微水測試結果為 198 μL/L，結果顯示異常，但是微水測試結果符合運行標準。考慮到該變電站在半年以后將進行1次集中檢修，暫不對其進行停電處理，將原計劃周期下半年集中檢修提前到上半年，及早處理了設備隱患，圖3為現場測試連接狀況。

3.3 功能拓展

圖3 220 kV SF6斷路器間隔微水測試

帶電檢測要將SF6充氣設備中的氣體引出，不可避免地會引起氣體質量的損失，盡管每次測量損耗的氣量很小，但是常年累月下來會造成壓力的下降，另外運行中設備也會由于漏氣導致壓力低而告警。如果不能進行帶電補氣，還是需要對設備進行停電處理，對電網的供電可靠性會產生影響。

用于SF6充氣設備的帶電檢測安全裝置，同樣可以應用于SF6充氣設備的帶電補氣。將SF6充氣設備帶電檢測與SF6充氣設備帶電補氣結合起來，對于健康的設備就完全不需要進行停電處理，從而既確保設備健康運行又保證檢修人員工作安全。

4 結語

安全連接閥的應用解決了傳統的SF6充氣設備進行微水測試及補氣時需要對一次設備進行停電的問題，豐富了帶電設備狀態檢測的手段。通過建立SF6充氣設備帶電檢測制度，目前開展了對湖州電力局所轄范圍內所有10座GIS變電站985個氣室及393臺SF6斷路器氣體的周期性含量帶電測試工作，并將其測試數據錄入系統存檔管理，以備隨時查閱，使所有的SF6充氣設備都在可控狀態下運行，大大提高了設備供電可靠性。

[1]黎明，黃維樞.SF6氣體及SF6氣體絕緣變電站的運行[M].北京：水利電力出版社，1993.

[2]孟玉嬋，朱芳菲.電氣設備用六氟化硫的檢測與監督[M].北京：中國電力出版社，2008.

[3]李英干，范金鵬.濕度測量[M].北京：氣象出版社，1989.