SF6充氣設備多功能延長測試接口研制

深圳供電局有限公司 向 宇

密度繼電器的應用在電力系統(tǒng)中很廣泛，是檢測斷路器內(nèi)部六氟化硫氣體壓力狀態(tài)的重要手段，其主要作用是檢測電氣設備本體中六氟化硫氣體密度的變化，并發(fā)出報警和閉鎖控制信號，是避免斷路器開斷故障時爆炸的重要閉鎖裝置，所以需要對于密度繼電器定期開展檢修與校驗工作；同時為了保證SF6電氣設備的正常穩(wěn)定運行，需要定期對其中SF6氣體進行試驗測試，以確保設備的安全穩(wěn)定運行。但是往往由于密度繼電器以及氣體測試口的安裝位置不合理，使其工作難以開展。

1 改造方案背景及現(xiàn)有技術問題分析

目前電力檢修人員在對某些在高處的密度繼電器進行測試或校驗、更換時，需要使用檢修梯攀爬到一定高度，再進行測試接口連接及拆卸，這樣不但存在高空作業(yè)的安全隱患，同時容易因長期的戶外侵蝕造成設備接口連接套用或裝拆困難等問題，最終導致對開關密封面及密封圈造成損害，使得六氟化硫氣體容易泄露。同時頻繁的測試工作耗時耗力，操作不便。因此本文的改造方案的提出與實施能有效解決上述問題，為更便捷高效的測試工作帶來更安全的技術方案及操作指引。

目前高空測試工作存在多種不安全的因素考慮。當測試口的位置過高時需要高空作業(yè)，造成平時8分鐘以內(nèi)的氣體測試時間，往往由于登高作業(yè)（搬運絕緣梯，系掛安全帶等一系列安全措施）需要耗時20～30分鐘以上，平時能夠兩個人完成的作業(yè)，必須要5個人完成；同時在進行測試時工作人員容易與帶電部位距離接近，增加觸電風險；接地不良，造成高空作業(yè)感應靜電過高，也對操作人員的安全帶來風險。這樣的測試工作效率低，安全性也低。

因此，本文主要提出一種密度繼電器測試口的高低改造方案，將測試口通過延長管引到構架下人手可以觸及的地方，實現(xiàn)快速方便的測試；同時防水、防曬保護外殼的設計也能更好地保護設備，延長其使用壽命，防止接口老化損壞等問題。

2 實施方案

2.1 改造研發(fā)思路

經(jīng)過對近幾年來在SF6密度繼電器測試工作中出現(xiàn)的各種問題進行分析，總結為以下三種原因：測試接口位置較高，需要高空作業(yè)；作業(yè)中涉及到觸電風險；接口拆裝繁瑣，容易造成損壞。因此本課題重點需要解決的問題與研究方向包括：如何將繁瑣的操作步驟實現(xiàn)一體化操作，將多種操作歸一在一體化工具上，實際快速高效的接口連接及測試操作、如何設計使其接口匹配設備接口、如何保證連接密封性、接口與管路的絕緣性及連接穩(wěn)固性及如何使裝置具有更強的抗侵蝕及耐高溫性。

為了更好地進行研發(fā)，經(jīng)過需要調(diào)查得出SF6充氣設備多功能延長測試接口研制需求如下：不易銹蝕。有些設備是在戶外風吹雨淋的環(huán)境下，防銹是基本要求；嚴格的密封，承受壓力不大于2MPa。SF6密度繼電器內(nèi)部充滿SF6氣體，其是保證設備絕緣性能的必要條件；閥門開啟速度時間＜15s。這是本次研發(fā)目標要求；可自封。防止在氣體測試過程中存在漏氣現(xiàn)象。

2.2 技術研究方案

如圖1所示，本改造方案是將密度繼電器測試口安裝引到離地面較近的人手可以觸及的位置。管路從上方引到下方，中間使用多個固定卡環(huán)進行固定，其中所設計的一體化連接裝置包括有六氟化硫密度繼電器接口、控制開關、補氣校驗接口和本體接口，整體的安裝與使用能降低作業(yè)人員測試的難度與安全風險。

圖1 改在方案應用效果圖

圖2 接口結構示意圖

其中密度繼電器接口為接頭和密度繼電器的連接端口，控制開關的設計能有效防止密度繼電器與接頭脫落，補氣校驗接口用于連接校驗或補氣測試設備，而本體接口用于和開關相連接，測試時不會引起密封面、密封圈損壞。管路被卡環(huán)固定，不會移位。

如圖3所示，其中在改造設計上增加了防雨保護箱，能保證內(nèi)部機構能在相對穩(wěn)定的環(huán)境中運行，保護箱同樣被有效固定，不易移動跌落。如圖4所示，管路外部設備絕緣膠套，能保護管路不易受到損傷。

圖3 外殼后視圖

圖4 絕緣外包設計

2.3 技術難點、原理及關鍵點

本文提出的改造方案技術難點在于，如何降低因原裝置需要拆卸接頭導致對開關密封圈及密封面的損害，以及如何保證氣管引流的密封性。由于本項目改造無需進行反復拆卸，因此降低了損壞幾率，同時在安裝上對于管道進行了多重的固定與連接位置的密封設計，能保證其泄漏安全性，能為企業(yè)節(jié)省更多備品備件的支出費用。

2.4 技術原理

本文提出的技術改造原理在于改變測試點的位置，利用力學原理，將管路從高位引至低位，配合六氟化硫防泄漏及檢漏技術，在管道接口處的駁接位要求有逆止閥和膠圈等防泄漏措施，外加防潮防曬外殼進行保護，從而提高設備使用性與便捷性。

技術關鍵點：加長管道的連接能確保密封，材質(zhì)耐受戶外環(huán)境侵蝕，管道的布置與設備構架相匹配。控制開關的設計防止了接頭脫落，也防止了氣體泄漏問題；改變了原有的高空測試操作，將其優(yōu)化成可以直接在地面進行操作并具備安全距離的測試，無需再進行反復拆卸等步驟，也不會損壞開關密封圈與密封面；小巧設計的改造工具能保證其美觀性與使用便捷性。

3 成果效益

主要技術經(jīng)濟指標：本次密度繼電器的高改低工作方案的提出與應用，大大提高測試工作的工作效率。改造工作量小，是在原裝置基礎上進行優(yōu)化設計的一種用于六氟化硫密度繼電器與六氟化硫氣室的連接裝置。改造方案可以推廣應用在運行條件惡劣、偏遠的、存在較大泄漏可能性的測試口過高的密度繼電器中，將多人作業(yè)變成兩人作業(yè)，為企業(yè)節(jié)省更多人力成本。

社會綜合效益：通過本課題方案的應用，實現(xiàn)密度繼電器快速測試，有效地節(jié)約了人力、時間和降低了風險，提高了工作效率，同時解放了人手，在實踐工作中是具有積極工作意義的，也可以在應用過程中充分體現(xiàn)時間效益，能為企業(yè)和社會創(chuàng)造更大的效益。

綜上，本文提出將密度繼電器測試接口從高改低，改造方案成本低、改造方便、靈活性高。作為我國用電質(zhì)量提高及保障安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要技術支持，南方電網(wǎng)將作為先進試點單位采用其改造方案。由于整體操作不會改變密度繼電器等設備的原有使用效能，使用方便、安全可靠，能大大提高工作效率及工作安全性，后期將在各大城市電網(wǎng)中進行推廣，其研發(fā)成本及造價低，有效降低企業(yè)成本支出，可大大提高檢修人員的工作效率。