GIS氣室密度表計(jì)轉(zhuǎn)接裝置研制與應(yīng)用

謝旭琛 鄧月輝 田明明 王祥東 肖偉強(qiáng)

摘要：針對(duì)變電站運(yùn)行人員在檢查SF6氣體密度表壓力值時(shí)存在表計(jì)讀數(shù)耗時(shí)長(zhǎng)，設(shè)備日常運(yùn)維不便的情況，設(shè)計(jì)了一種GIS氣室密度表計(jì)轉(zhuǎn)接裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)接口、轉(zhuǎn)接通道、轉(zhuǎn)接球閥、充氣口和表計(jì)接口等部分。該裝置安裝簡(jiǎn)單，可以調(diào)整表計(jì)位置，提高了設(shè)備日常運(yùn)維效率，同時(shí)方便了運(yùn)行人員的日常檢修工作。

關(guān)鍵詞：GIS;密度表計(jì);轉(zhuǎn)接裝置

0 引言

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（Gas Insulated metal-enclosed Switchgear，GIS）是20世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)的一種新型電氣裝置，它將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、母線、互感器、避雷器、套管、電纜終端、油氣套管等主要元件組合封閉在接地的金屬殼體內(nèi)，并充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，具有體積小、占地面積少、不受外界環(huán)境影響、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單和檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

目前GIS已被廣泛運(yùn)用于各類變電站中。GIS絕緣性能與SF6氣體性能有著密切聯(lián)系，GIS中SF6氣體是密封在一個(gè)固定不變的氣室中的，在20 ℃條件下，SF6氣體具有一定的密度，在設(shè)備運(yùn)行的各種允許條件下，雖然SF6氣體的壓力隨溫度的變化而變化，但是SF6氣體的密度始終不變。因?yàn)镚IS的絕緣性能和斷路器的滅弧性在很大程度上取決于SF6氣體的純度和密度，所以對(duì)SF6氣體的檢測(cè)和密度監(jiān)視顯得尤為重要。GIS壓力表計(jì)是對(duì)SF6氣體壓力進(jìn)行監(jiān)視的重要元器件，壓力降低將會(huì)影響變電站設(shè)備的正常運(yùn)行。按照目前的管理規(guī)定，500 kV變電站運(yùn)行人員需每天檢查SF6氣體密度表的壓力值，然而GIS組合電器多為筒狀安裝，安裝位置位于底部或者頂部，表計(jì)讀數(shù)耗時(shí)長(zhǎng)，給變電站設(shè)備的日常運(yùn)維造成了不便。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在運(yùn)行的某公司生產(chǎn)的500 kV組合電器HGIS氣室表計(jì)安裝于罐體下方，日常運(yùn)維過程中需要定期抄錄表計(jì)數(shù)據(jù)，在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)過程中主要存在以下兩個(gè)問題：

（1）實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)表計(jì)內(nèi)部的逆止閥閥門不會(huì)自動(dòng)復(fù)位，因此表計(jì)損壞時(shí)，無法進(jìn)行表計(jì)更換工作，對(duì)氣室內(nèi)部壓力失去監(jiān)控功能。

（2）氣室的密度表計(jì)在設(shè)備正下方，且無法正向安裝，因此變電站運(yùn)行人員對(duì)其進(jìn)行抄錄時(shí)需彎腰、側(cè)目、下蹲，抄錄過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，人機(jī)工效存在不合理性，且不便于實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維。另外，施工人員在穿越GIS（HGIS）底部時(shí)容易碰撞到密度表計(jì)，造成表計(jì)損壞，引發(fā)電力事故。

因此，基于以上問題，我們急需一種表計(jì)轉(zhuǎn)接裝置，用以調(diào)整表計(jì)位置，提高日常運(yùn)維效率，同時(shí)方便運(yùn)行人員的日常檢修工作。

表計(jì)安裝現(xiàn)狀如圖1所示。

2 裝置的研制

2.1 ? ?裝置原理

本轉(zhuǎn)接裝置，用一邊接口對(duì)應(yīng)原來的密度表計(jì)設(shè)備側(cè)，然后延長(zhǎng)氣體通道，再用一個(gè)正面豎直向上的接口與原密度表計(jì)對(duì)接，從而把密度表計(jì)的方向擺正，方便變電站運(yùn)行人員進(jìn)行表計(jì)的檢查，同時(shí)設(shè)置一個(gè)球閥，在表計(jì)更換時(shí)可以關(guān)閉氣道，進(jìn)行表計(jì)的校驗(yàn)、維修以及更換工作。轉(zhuǎn)接裝置立體設(shè)計(jì)圖如圖2所示。轉(zhuǎn)接裝置的轉(zhuǎn)接口與原表計(jì)接口對(duì)接，通過法蘭密封固定，密度表計(jì)固定于表計(jì)接口，表計(jì)通過轉(zhuǎn)接通道連接GIS罐體內(nèi)的SF6氣體，轉(zhuǎn)接球閥設(shè)置于轉(zhuǎn)接通道中，可以通過旋轉(zhuǎn)按鈕來控制球閥的關(guān)閉與打開。如果GIS設(shè)備需要補(bǔ)氣，則可以通過充氣口來補(bǔ)充SF6氣體。

2.2 ? ?裝置特點(diǎn)

通過應(yīng)用SF6轉(zhuǎn)接裝置可以安全、有效地調(diào)整表計(jì)位置，方便運(yùn)行人員巡視和抄錄數(shù)據(jù)，同時(shí)也便于檢修人員更換表計(jì)，很大程度上提高了日常運(yùn)維效率。本裝置具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）裝置的轉(zhuǎn)接通道、轉(zhuǎn)接球閥、充氣口和表計(jì)接口均由純銅材料制成，日常運(yùn)維耐用性較強(qiáng)，適合在戶外等惡劣天氣條件下的應(yīng)用。

（2）裝置轉(zhuǎn)接通道、轉(zhuǎn)接球閥、充氣口和表計(jì)接口均與氣室密度表計(jì)匹配，可以應(yīng)用于多種型號(hào)的GIS設(shè)備中。

（3）裝置的轉(zhuǎn)接通道的一端連接轉(zhuǎn)接口，另一端連接表計(jì)接口，使表計(jì)方向可旋轉(zhuǎn)90°，方便運(yùn)行人員的日常表計(jì)壓力巡視工作，同時(shí)轉(zhuǎn)接通道內(nèi)設(shè)置了轉(zhuǎn)接球閥，在逆止閥損壞情況下，也可以安全快速地更換密度表計(jì)。

3 應(yīng)用效果

通過該裝置的應(yīng)用，運(yùn)行人員日常匯總SF6氣體壓力的抄錄時(shí)間由原來的42 min縮短至15 min，巡視過程中省時(shí)省力，提高了工作效率，該成果可以在以下幾個(gè)方面進(jìn)行有效推廣。

（1）該成果可以推廣至各變電站同類型的GIS中，安裝了轉(zhuǎn)接裝置后，能有效改變GIS氣室密度表計(jì)的朝向問題，提高人機(jī)工效。

（2）該成果可以推廣至變電站各類需要改變?cè)O(shè)備表計(jì)朝向的場(chǎng)合中，適合戶外HGIS或者GIS裝置的應(yīng)用，本裝置可有效提供一種解決思路。

（3）利用串接球閥，可以有效解決該公司生產(chǎn)的500 kV組合電器逆止閥無法自動(dòng)復(fù)位的問題。

轉(zhuǎn)接裝置應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

4 結(jié)語

本文基于某公司生產(chǎn)的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，設(shè)計(jì)了一種氣室密度表計(jì)的轉(zhuǎn)接裝置，此轉(zhuǎn)接裝置安裝簡(jiǎn)單，安裝后，變電站運(yùn)行人員對(duì)該型號(hào)設(shè)備的密度表計(jì)進(jìn)行抄錄時(shí)，不需彎腰、側(cè)目、下蹲，可正立在巡視通道中抄錄數(shù)據(jù)，同時(shí)也方便了變電站機(jī)器人巡檢工作的開展。另外，由于伸長(zhǎng)了氣體通道，施工人員在穿越設(shè)備底部時(shí)不容易碰撞到密度表計(jì)，有效防止了表計(jì)損壞;裝置中設(shè)置的球閥，在表計(jì)更換時(shí)可以及時(shí)關(guān)閉氣道，方便表計(jì)的校驗(yàn)、維修以及更換工作，并解決了逆止閥不會(huì)自動(dòng)復(fù)位的問題。

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收稿日期：2020-05-06

作者簡(jiǎn)介：謝旭琛（1986—），男，廣東汕頭人，高級(jí)工程師，從事變電運(yùn)維工作。