电力开关用爆破片的更换周期

李新东，喻键良，李岳，温殿江

(大连理工安全装备有限公司，辽宁 大连 116620)

1 前言

爆破片作为紧急泄压的安全装置，由于尺寸不受限制，密封性能好，动态响应特性优异，适应急速及慢速物理超压、相变超压、气体及粉尘等化学爆燃超压的各种工况，广泛应用于石油、化工、能源、冶金、电力、消防及国防等行业，其中反拱带槽型爆破片及部分按特殊设计制造的正拱带槽型爆破片抗压力疲劳能力强，性能稳定，爆破无碎片，现已广泛应用于电力开关行业。

电力开关行业的SF6封闭电器对爆破片的有着特殊的要求:能够承受冷热冲击作用、密封性能良好、动作准确及时、爆破压力稳定及要有很长的使用寿命。而这些要求中，对爆破片的使用寿命很难通过常态下的试验确定，而这又是电力开关行业最为关注的问题。文中通过分析影响爆破片性能的因素，结合产品使用经验，提出了不同条件下电力开关行业用爆破片的更换周期。

2 关于爆破片更换周期的一般要求

按照TSG ZF003－2011《爆破片装置安全技术监察规程》B6.3.1规定:“爆破片更换周期应当根据设备使用条件、介质性质等具体影响因素，或者设计预期使用年限合理确定，一般情况下爆破片装置更换周期为2～3年。对于腐蚀性、毒性介质以及苛刻条件下使用的爆破片装置应当缩短更换周期”。

3 影响爆破片性能的因素

3.1 损伤

爆破片在储存、搬运和安装过程中遭受损伤，爆破片的爆破压力或耐疲劳性能降低。

3.2 夹持力不足或不均匀

安装过程中，没有按照安装说明书要求对爆破片进行合理的夹紧固定，造成爆破片夹持边缘处于非刚性约束状态，这对爆破片的爆破压力或耐疲劳性能有严重影响，会导致爆破压力和耐疲劳性能降低。

3.3 夹持结构或尺寸设计加工不当

夹持结构无法保证爆破片正确安装及夹紧，泄放侧夹持法兰口径过小，影响爆破片破裂，防护装置影响爆破片泄放要求，这些都会影响爆破片性能。

3.4 无防护或防护不当

爆破片安装以后，在爆破片泄压侧没有设置防护或防护设置不当，造成爆破片可能遭受冰雹、飞石等损伤，而且爆破片的凹面可能积存雨雪，这不但影响爆破片的正常爆破，如果设备运行环境恶劣(严重的环境腐蚀)，爆破片还会遭受腐蚀破坏，更有甚者随着雨雪水的反复融化和冰冻，就会对爆破片产生膨胀力，导致爆破片形状发生变化甚至沿槽破裂。

3.5 操作比的影响

由于爆破片是温度、压力敏感元件，是按极限寿命设计与制造的，即达到爆破压力，爆破片就瞬间爆破。爆破片最小设计爆破压力与设备最大操作压力之比(即操作比)对爆破片使用寿命影响非常显著，比值越大，爆破片寿命越长。国际标准ISO4126《Safety devices for protection against excessive pressure—part 2:Bursting disc safety devices》和《Safety devices for protection against excessive pressure— part 6:Application，selection and installation of bursting disc safety devices》及国内爆破片相关标准 GB150《钢制压力容器》和GB567《爆破片与爆破片装置》均给出了不同类型爆破片的最大允许操作比，要使爆破片长久使用，设备最大工作压力不能超过允许压力，否则寿命会受到严重影响。

4 使用经验

4.1 事故案例

某电力开关企业委托我公司设计加工爆破片产品，产品充气压力0.58MPa(用户为防止泄漏预先将充气压力略微提高)，在环境温度和操作条件变化时，其最高工作压力可能达0.61MPa左右，当设计爆破压力为0.7MPa(最小设计爆破压力0.67MPa，操作比为1.10倍)时，该产品在夏季时，个别产品出现了提前爆破的情况，使用寿命大约1～2年之间。经研究协商，将设计爆破压力提高到了1.0MPa(最小设计爆破压力0.9MPa)，同时将设备充气压力下降到0.55MPa，使实际操作比提高到1.5以上，该参数产品目前已在设备上安全运行15年。

4.2 使用经验

我公司从事电力开关行业爆破片研究、设计及制造二十余年，典型产品使用情况见表1。

结合电力开关行业对爆破片产品的特殊要求，在确定爆破片设计爆破压力时，要充分考虑电力设备的使用环境、工况特点和安全性要求，在设备允许的前提下，尽可能的提高爆破片的设计爆破压力以保证电力设备能够长久安全运行。

表1 典型产品基本操作条件和目前已经安全运行时间

5 更换周期

综合考虑各种因素影响及电力开关行业使用特点和要求，在保证正确选择、使用、安装和防护的前提下，电力开关行业用爆破片的使用可按表2确定更换周期。

表2 电力开关行业用爆破片更换周期

［1］TSG ZF003－2011，爆破片装置安全技术监察规程［S］.

［2］ISO4126 －2003，Safety devices for protection against excessive pressure［S］.

［3］GB150－1998，钢制压力容器［S］.

［4］GB567－1999，爆破片与爆破片装置［S］.