一種真空度檢測裝置及抽氣系統(tǒng)

趙國航，齊澤力

（國網(wǎng)冀北北京送變電有限公司，北京 房山 102401）

1 選題背景

在停電改造項目中，經(jīng)常需要在有限的時間內(nèi)完成500 kV 罐式斷路器安裝[1]，其中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是對設(shè)備抽真空（真空度要求達(dá)到50 Pa 以下為標(biāo)準(zhǔn)，每個廠家真空度標(biāo)準(zhǔn)略有區(qū)別）、注氣，罐式斷路器氣室單相容積約6 m3，如果采用普通的真空泵（抽氣速率為64 m3/h），根據(jù)經(jīng)驗單相氣室達(dá)到真空度要求用時約為10 h（很容易達(dá)到50 Pa 真空度要求，但需要持續(xù)抽一定時間達(dá)到極限真空10 Pa，且要在此真空度下持續(xù)抽真空約10 h 以滿足后續(xù)微水試驗的合格要求），三相連續(xù)施工的話，將會占用更長的施工作業(yè)時間，不滿足施工進(jìn)度需求。目前針對500 kV 罐式斷路器安裝，施工單位基本都選用抽氣速率更大的真空機(jī)組來進(jìn)行真空處理（抽氣速率為150~300 m3/h）[2]，并且可以兩相同時進(jìn)行抽真空，這樣三相斷路器的真空處理時間僅占過去的1/3 左右，基本滿足進(jìn)度要求，但是由于真空機(jī)組抽氣速率過大，真空機(jī)組進(jìn)口真空度的讀數(shù)偏小（一般可以達(dá)到8 Pa 以下），不能反映斷路器內(nèi)部實際真空度，如果要觀測實際數(shù)據(jù)，就要關(guān)閉真空機(jī)組（存在真空泵油倒入設(shè)備內(nèi)部風(fēng)險），所以造成不能對斷路器內(nèi)部真空度實際判斷，從而影響SF6氣體的充注時間。

2 現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點

因為真空表安裝在機(jī)組的內(nèi)部，真空機(jī)組外部接口與斷路器設(shè)備管路只有一個球閥斷開點，一旦球閥斷開斷路器就失去真空觀測，如圖1 所示。

圖1 傳統(tǒng)罐式斷路器抽真空連接方式示意圖

真空處理的時間沒有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐，造成施工作業(yè)人員靠經(jīng)驗來判斷是否具備條件。

3 解決思路

在斷路器本體側(cè)增加一個三通及球閥（三通要考慮設(shè)備接口形式），球閥一端接真空機(jī)組，另一端接三通，三通分別接電阻式真空表及罐式斷路器逆止閥，電阻式真空表為數(shù)顯方式，接線簡單，數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確、穩(wěn)定。須要讀取數(shù)據(jù)時，關(guān)閉球閥即可，操作簡便，如圖2 所示。

圖2 創(chuàng)新后罐式斷路器抽真空連接方式示意圖

4 實施步驟

調(diào)研真空泵使用現(xiàn)狀，收集相關(guān)資料；確定項目的研究內(nèi)容和設(shè)計思路。

主要技術(shù)方案包括聯(lián)通管道，聯(lián)通管道的兩端分別形成有第一聯(lián)通口和第二聯(lián)通口，且聯(lián)通管道上還形成有第三聯(lián)通口，其中，第二聯(lián)通口用于與待抽氣設(shè)備相聯(lián)通；第一閥門，一端連接于第一聯(lián)通口，另一端與真空泵相連接；第一真空表，真空表設(shè)置與第三聯(lián)通口；在檢測狀態(tài)下，第一閥門關(guān)閉，將聯(lián)通管道與真空泵隔絕，第一真空表用于檢測所述聯(lián)通管道內(nèi)部的真空度。

延伸管道，延伸管道與真空度檢測裝置組成抽氣回路，延伸管道一端與抽氣口可拆卸連接，另一端與第一聯(lián)通口一端相連接，抽氣口包括第一抽氣口和第二抽氣口，抽氣回路的數(shù)量為2 個，且2 個抽氣回路各自的延伸管道分別與第一抽氣口和第二抽氣口相連接，2 個抽氣回路各自的第二聯(lián)通口分別連接于待抽真空設(shè)備的兩相氣室。

真空度檢測裝置及抽氣系統(tǒng)主要包括真空泵、設(shè)備本體、抽氣管道和第一閥門，抽氣管道一端聯(lián)通于設(shè)備本體，另一端設(shè)置有抽氣口，抽氣管道上設(shè)置有第一閥門，真空表設(shè)置與抽氣管道上，位于第一閥門和設(shè)備本體之間。

真空泵通過斷路器真空檢測裝置與待抽氣設(shè)備相連接，其中，待抽氣設(shè)備為罐式斷路器，也可延伸為其他需抽真空設(shè)備，如HGIS 等組合電器，真空泵上設(shè)置有抽氣口，抽氣口可以通過延伸管道聯(lián)通于第一閥門，在真空泵對斷路器進(jìn)行抽氣時，真空泵持續(xù)工作，且第一閥門處于打開狀態(tài)，此時真空泵聯(lián)通于聯(lián)通管道，聯(lián)通管道聯(lián)通于斷路器真空檢測裝置，真空泵與罐式斷路器之間形成一通路，在需要讀數(shù)時，將第一閥門關(guān)閉，此時第一閥門將真空泵與聯(lián)通管道隔絕，二者之間無法進(jìn)行氣體交換，讀取的數(shù)值能夠準(zhǔn)確地反映出待抽氣設(shè)備中的真空度。

完成設(shè)計方案，進(jìn)行研發(fā)；進(jìn)行現(xiàn)場試驗，對裝置進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化；總結(jié)，推廣應(yīng)用，成品圖如圖3 所示。

圖3 成品展示圖

5 創(chuàng)新點及推廣價值

體積小，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

采用數(shù)字式壓力表，便于讀數(shù)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。本發(fā)明主要解決罐式斷路器在進(jìn)行真空處理時，能夠準(zhǔn)確地反映斷路器內(nèi)部真空度數(shù)據(jù)，為施工作業(yè)人員提供數(shù)據(jù)支撐，保證符合設(shè)備安裝技術(shù)條件的同時，縮短設(shè)備安裝時間，能夠有效推進(jìn)施工進(jìn)度，確保安全、高效、優(yōu)質(zhì)完成停電期間斷路器安裝工作，具有一定的推廣應(yīng)用意義。