变电站高压断路器压力测量接头的设计及应用

臧志刚

【摘要】本文设计了三种形式的压缩空气测量仪表、SF6密度继电器专用接头，采用接头自密封的结构，解决了以往校验仪表时必须泄压或收集、干燥SF6气体，且设备停电方可操作而导致的影响供电设备的可靠性、经济性的问题，方便地实现了对压力检测仪表、SF6密度继电器的现场校验及维修。

【关键词】断路器 压力测量接头 设计 应用

1、引言

压力类仪表及SF6密度继电器是对高压断路器进行检测的关键设备。对于运行中的断路器，压力测量装置是用以实时测量断路器气动操作机构气体压力的重要检测设备，通过压力开关获取的信息来控制增压电机启/停，实现气压异常报警、闭锁重合闸等的重要作用。SF6密度继电器是用来监视断路器内SF6气体密度多少，并根据情况及时准确地发出报警信号和闭锁指令的重要设备。它们性能的好坏直接影响到断路器的安全可靠运行。因此对压力表、SF6密度继电器的定期校验是保证SF6高压组合电器安全可靠运行的必要手段。然而现场校验这些压力装置时存在如下问题：

1）必须停电操作。

2）要把储气罐中的气体压力泄为0，才可拆卸进行校验，校验后需要将储气罐气体补充至额定压力值，经常造成断路器空气压缩机打压时间过长而自动停机。

3）由于长时间的挤压，有的断路器内置自密封装置的可靠性降低，要把断路器本体的SF6气体回收，才可拆卸进行校验，校验后需要将储气罐补充气体，造成SF6气体的浪费且工作时间较长。

4）由于校验SF6密度继电器后密封性难以保证，对断路器的安全运行造成了隐患。

5） 除主变断路器外，其它断路器一般都是每天停一台，检修工作效率低，成本高。

6）目前一次设备都在推广状态检修技术，一次设备检修周期与仪表校验周期不同，导致仪表无法校验。

所以，重新设计不同形式的压缩空气测量仪表、SF6密度继电器接头，解决以上问题十分必要。

2、压力接头结构设计

通过变电站断路器装有的压力表、SF6密度继电器的相关断路器进行仔细研究后，多次试验后，我们设计制作了三种阀门接头：AN接头、JDY阀门和JL接头。

3、技术要求

接头装置主要技术指标如下：

1）压力范围：（AN接头）0～1.0MPa（绝对压力）、（JDY；GL接头）0～2MPa；2）允许使用温度：-20℃～+60℃； 3）检验方法：（AN接头）氮气（水分体积分数不超过150×10-6）检漏，（JDA；GL接头）压缩空气检漏。；4）阀体材料： HPb59-1 优质铜材 （铜为耐SF6电弧分解物腐蚀材料）；5） 存储温度： -50℃～+60℃；6）表面处理：镀镍；7）接口尺寸：本体连接口：M20×1.5表连接口： M20×1.5

8）重量≤0.5kg

4、接头性能试验结果

4.1 试验室测试（测试报告略）

在检验环境条件：温度20±2℃，相对湿度：65%的条件下对AN接头加以1MPa；JDY、GL加以3MPa、的气体压力，分别测试60分钟，24小时的泄漏测试，无泄漏。

4.2 现场测试

4.2.1 接头不停电时更换自密封装置的密封性能测试

4.2.1.1 JDY接头装置及GL接头装置

在断路器压力表接头的停电更换工作，检验时拆下压力表后，在接表端端口刷上发泡剂无气泡产生。对加装过接头的断路器进行不停电更换试验验证工作，试验时拆下压力表，在接表端端口刷上肥皂水30分钟都无气泡产生。

这两次不停电更换试验说明，接头的自密封接头密封性能良好，达到预期要求。

4.2.1.2 AN接头装置

对35kV断路器SF6密度继电器AN接头装置的加装，进行不停电模拟更换试验。在接表端口用包扎法进行气体检漏，8小时后无气体泄漏。安装好SF6密度继电器后，通过校验、充气接口对断路器本体进行SF6补气。证明接头密封性达到要求。

4.2.2 断路器正常工作时接头的密封性能测试

对JDY、GL两种接头装置进行了8个月的试运行。通过对加装前与加装后的打压次数进行对比，加装前与加装后打压次数无变化，证明接头的密封性能达到要求。

对AN接头装置同样进行了8个月的试运行，我们对加装前与加装后的压力示值进行对比，发现压力示值基本无变化，证明该种接头装置的密封性能达到要求。

5、 JDY接头及GL接头的应用

熱工仪表专业人员对35kV 、220kV断路器空气压力表加装了相应的接头装置后，进行了不停电模拟验证工作，间隔一个月后又进行了一次不停电模拟验证的工作， 通过两次不停电验证以及对打压次数、断路器运行正常的观察，该接头装置运行效果达到设计要求。从2008年1月至8月对加装后8个月的压力值进行对比（35kV SF6断路器年漏气率小于小于1%），结果正常。

6、结论及推广

三种接头装置安装后，能使这些断路器在不停电的情况下就能方便快捷地拆卸、校验压力表或SF6密度继电器，节约了成本，节省人力，大大提高了工作效率。同时由于SF6密度继电器不用拆卸就不会影响密封性能，从而有效保证断路器安全稳定、可靠经济的运行。

（1）220kV3 断路器空气压力表加装接头后，可在不停电的情况下进行校验或更换处理；35kV8台断路器SF6密度继电器加装接头后可在不停电的情况下进行校验、更换及通过接头对设备进行抽真空和充气处理。

（2）加装接头后节约了成本、人力开支，大大提高了工作效率。同时由于不用拆卸就不会影响密封性能，从而有效保证开关安全稳定、可靠经济的运行。

（3）JDY、GL接头经过三年的安全运行、AN接头经过二年的安全运行全部达到预期目的，可推广使用。通过在压力表计上加装接头装置，使拆装和校验这些表计不受停电限制，不仅减轻了运行人员的负担，同时由于不受停电计划的限制，仪表检修人员一天能按计量周检计划校验仪表，大大提高了工作效率。若安装AN接头由于不用拆卸就不会影响密封性能。所以，对已运行的相关的设备，可以考虑采用以上三种接头，用以保证计量检定的可靠性和准确性，完成计量周检计划而不影响电网设备的安全运行。

7、建议

综上所述，提出如下两点建议：

1）电力企业应要求各供电公司在采购断路器的合同上提出相应技术规范，在压力类仪表前必须安装一个阀门式连接装置，保证其可在不停电的情况下进行校验或更换处理，而不影响气动操作机构、SF6断路器的安全可靠运行。

2）对已运行的断路器，结合停电检修逐步安装阀门式连接装置，保证以后断路器不因为测量仪表而影响正常运行，并且在不停电的情况下可进行压力类仪表的校验或维修。