浅谈使用SF6气瓶带电充气存在的问题及采取的措施

摘要：近年来，SF6气体在电气设备上的应用有了很大的发展，尤其是在高压和超高压断路器以及全封闭组合电器上普遍采用。目前，新安装的110kV及以上电压等级的断路器已经全部是SF6断路器了。SF6电气设备运行中经常因泄漏或者气温变化气压降低而造成告警、闭锁信号，使得检修人员经常对其进行带电补气工作；当SF6气瓶内气体较少或气温较低时，造成气瓶内30%的气体不能使用而造成浪费，即使压力较高也不能顺利进行补气工作，现场经常用汽油喷灯或浇开水加热的方法使SF6气化后才能进行补气工作，这样既浪费气体增加检修时间，同时还存在安全隐患，为此，我们研发了便携式SF6气瓶增压带电补气车来进行补气工作，利用压力自动控制、随时加热使液态的SF6气化达到迅速充气的目的，从而减少了气体浪费，缩短了检修时间，提高了工作效率，大大地提高了设备的可靠性和电网系统的稳定。

关键词：SF6气瓶 带电充气 问题 措施

0 引言

近年来，SF6在电气设备上的应用有了很大的发展，尤其是在高压和超高压断路器，以及全封闭组合电器上普遍使用。目前，新安装的110kV及以上电压等级的断路器已经全部是SF6断路器了。SF6电气设备运行中经常因生产安装不过关产生泄漏或气温变化气压降低而造成告警、闭锁信号，使得检修人员经常对其进行带电补气工作；六氟化硫由液态变为气态，需要吸收大量热量，若无外部热源不断补充热量给气瓶，气瓶中将残留多半的六氟化硫无法排出，由于不能给气瓶补充热量，当SF6气瓶内气体较少或气温较低时，即使压力较高但因不能及时吸收热量也不能顺利进行补气工作，由于忻州大部分变电站处于高寒地区，因此检修人员经常采用汽油喷灯或浇开水加热的方法使SF6气化后才能进行补气工作，这样既增加了检修时间，同时还存在安全隐患，为此，我们研发了便携式SF6气瓶气体增压车来进行补气工作，利用压力自动控制、随时加热使液态的SF6气化达到迅速充气的目的，同时小车式设计还方便现场搬运沉重的气瓶，从而减少气体浪费，缩短了检修时间，提高了工作效率，解决了现场工作中的一个难点，也大大地提高了设备的可靠性和电网系统的稳定，具有较强的经济效益和社会效益。

1 SF6气瓶气体的一般基本特性

1.1 SF6气体一般采用钢制高压气瓶盛装，SF6气瓶几何尺寸一般为直径220mm、高1450mm，气瓶容积为40L，气瓶的设计压力为8MP，气瓶充装系数不大于1.17kgL，自重50Kg，气体重40-45Kg，气压2.1-2.3MPa。出于安全考虑，严禁气瓶过量充装气体。

1.2 SF6气体的物理变化，SF6由气态变为液态必须放出一定的热量，SF6由液态变为气态也必须吸收相同的热量。只有这样SF6才能由气态、液态进行相互转化。

1.3 气瓶中的液态六氟化硫充入高压设备时，六氟化硫由液态变为气态，需要吸收大量热量，若无外部热源不断补充热量给气瓶，气瓶中将残留多半的六氟化硫无法排出，最后因气瓶不能补充热量而造成近30%的SF6气体残留在气瓶中，每瓶近12-15KgSF6气体就浪费掉了。气瓶内的气体不能用完，在常温下气瓶内的残余压力不应低于0.2MPa。它在一个大气压下(即0.1MPa)，液化温度为-62℃；在1.2MPa压力下，液化温度为0℃；一般充入断路器的SF6气体压力为0.35～0.65MPa范围(由充气时的环境温度具体确定)，其液化温度为-40℃。

2 使用SF6气瓶充气时发生的问题

SF6电气设备，由于安装工艺、设备质量、气候环境的影响造成漏气或压力降低，经常发出告警、闭锁信号，直接威胁设备的运行安全和系统的稳定。只因一般的漏气量较少，通常只用SF6气瓶来对设备带电进行补气工作，夏季补气工作还好进行，特别是寒冷季节，满满一瓶SF6气体，压力在2.3MPa左右，由于不能给气瓶补充热量，给设备充气时，气瓶外表面瞬间就结了一层霜，从而使补气工作不能进行。这时就将SF6气瓶多次放入开水盆中或用汽油喷灯进行加热才能进行补气工作，这样就给检修工作带来了较大的不便，同时增加了安全隐患。

3 采取的措施：SF6气瓶加温增压

3.1 我们经过反复实验，开发研制了便携式SF6气瓶增压带电补气车，该车克服了传统加热的缺点，加热方式为外热式，加热单元采用不锈钢加热圈，多片加热圈上下相合，将待加热气瓶置于其中，对气瓶进行均匀加热，同时采用压力自动控制和显示气体压力，使气体恒定于某一设定压力，防止气瓶加压过度，造成气瓶爆炸事故，而且小车式设计便于现场搬运沉重的气瓶，达到将气瓶气体安全、有效的顺利充入电气设备的目的。

3.2 便携式SF6气瓶增压带电补气车，采用2组不锈钢电加热圈，每组加热圈功率为1000W，根据需要分别控制；电接点压力表，使用低压力接点，设定压力值高于气瓶内气体压力20%即可，当压力高于此压力值时断开电加热圈电源，以防止气瓶发生爆炸；电控箱电源开关使用交流220V带漏电保护的开关；小车外壳要有可靠接地，保证检修人员安全。

3.3 便携式SF6气瓶增压带电补气车的增压控制回路如下：

图中SB1——合闸按钮 SB2——停止按钮 KM——交流接触器 P——电接点压力表 K——漏电保护开关 HR——电源指示灯 HG——加热指示灯 EHD1、EHD2——不锈钢加热圈。

4 结论

经过大量实验证明，采用便携式SF6气瓶增压带电补气车进行补气工作，利用气体压力自动控制、随时加热使液态的SF6气化达到迅速充气的目的，从而既减少气体的浪费，节约了资金，又缩短了检修时间，提高了工作效率，同时还大大地提高了现场操作的安全性，保证了设备的安全可靠运行。