万用组合式自封SF6气体充气管道的研制

张磊+钱开一+仇文艺

摘 要： SF6充气设备在充补气时必须使用专用的充气管道，而目前并没有专门制定相关标准，使用的充气管道基本是自制，所用的材料大都是易老化、含水量较高的氧气皮管，水分和杂质便能轻易进入设备，造成极大危害；再者，自制且简易的充气管路使用年限短，接头与皮管间绑扎不牢易脱落，使用和保管极不方便。因此开发设计一款万用组合式自封SF6气体充气管道，从源头有效杜绝水分及杂质进入SF6设备内部，加装标准压力表，使得充补气工作更加标准、方便。

关键词： 特氟龙；密封性；任意组装性；压力表

0引言

近年来，随着我国电力工业的迅速发展和技术装备水平的提高，SF6电气设备已大量投运。目前，在我国SF6气体绝缘断路器和SF6气体绝缘变电站（GIS）的应用已是相当广泛。由于SF6设备经过长时间运行经常存在漏气的可能发生，这就需要定期进行补气，补气作业时存在以下常见问题：

1）往设备中充入、补入的气体通常混入空气，严重影响SF6气体质量指标；

2）补气管道的长短不易控制，有的地方需要比较长的管道，携带非常不方便，并且笨重，由于补气管道不是自封的，补气完成后管道内的SF6气体只能排空了，即污染空气，又浪费了SF6气体，不可取；

3）补气时对SF6气体的流量和压力控制不准确，有时，待补气设备里的SF6气体的压力等状态参数也不便得知，这给补气过程带来困扰；

4）目前常用的补气管道不耐低温，也不带保护结构，通常零下几度就不容易弯曲，管道连接过程和测量过程中比较不方便，同时在户外环境比较恶劣的情况下，管道容易被损坏；

1、技术背景

1.1、SF6充气设备的安装、解体检修后的组装、密封性能降低后的漏气等等都需要及时进行充补气；

1.2、SF6设备必须严格控制水分含量：水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质，原因如下：

1）含水量较高的气体在电弧作用下被分解，SF6气体与水分产生多种水解反应，产生W03、 CuF2、WOF4等粉末状绝缘物，其中CuF2有强烈的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，HF、H2S03等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作用，缩短了设备寿命；

2）含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多化合物，影响SF6气体的纯度，减少SF6气体介质复原数量，还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响；

3）含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合物W02、 SOF4、S02F2、SOF2、S02等，这些化合物均为有毒有害物质。

2、现有技术缺点及本发明目的

2.1、现有SF6充气设备充气管路结构特点

1）使用的皮管通常为氧气皮管，其水分含量较高，易老化；

2）皮管与各个接头的连接通常用铅丝绑扎，密封性能差，并且不能经受高压力，经常发生接头漏气、脱落等现象；

3）充气管路中没有配置标准压力表，不能与SF6设备的实际压力进行比对。

2.2、本发明目的

针对现有技术的以上缺陷，本发明是用于SF6充气设备进行充补气工作的专用设备。

3、本发明技术方案详细阐述

3.1、本发明结构示意图如下图所示：

图1 万用组合式自封SF6气体补气管道示意图

3.2、本实用新型充气管道组成

如图1所示，本发明包括5部分组成：

1）万用自封接头

图1中标号1的一端为M20×1.5万用接头螺母，连接所需补气的SF6设备各种接头，另一端连接世伟洛克母型自封接头标号2的一端，就这样1和2组成了该万用组合式自封SF6气体补气管道的万用自封接头部分。该部分的特点是：相对独立，安装方便，自封。

2）针型阀体后级自封管道

图1中标号3的一端为世伟洛克公型接头，带顶针端连接世伟洛克母型自封接头标号2的另一端；标号4为特氟龙管，用于高纯SF6气体通道，外部金属保护管；标号5为世伟洛克母型自封接头；标号2和3为插拔式自封快速连接接头，只需要2，3对插一下，就将本实用新型的一，二部分快速连接起来了。该部分的特点是：管道耐高压，耐低温，软管，可以盘起来，收放自如。

3）针型阀体

该部分由图1中标号6，8，数字显示压力表标号7，流量调节阀标号9组成。标号5和6为插拔式自封快速连接接头，只需要5，6对插一下，就将本实用新型的一，二，三部分快速连接起来了。此时，调节针型阀旋钮，待补气设备中SF6气体压力通过数字显示压力表快速并且准确地显示出来了。本部分特点：完全自封，避免空气污染；可调节补气流量；准确显示SF6气体压力；体积小，管路连接方便，操作简单。

4）针型阀体前级自封管道

本部分同针型阀体后级自封管道，它主要作用是加长补气线路，防止钢瓶无法搬运到某些地点。图1中标号10为世伟洛克母型自封接头，与标号8实现快速自封连接，如此就将一，二，三，四部分快速连接起来了；标号12为世伟洛克公型自封接头，与标号13实现快速自封连接，将一，二，三，四，五部分快速连接起来了。

5）气源连接管道

该部分由图1中标号13，带金属保护管的特氟龙管标号14，与钢瓶减压阀连接的活接螺母标号15组成。这部分管道较短，与钢瓶连接好后，便不再拆卸，使之与钢瓶标号16成为一体。如此，整个补气管路便连接完成。

4.推理方式推导本发明优点

将该实用新型的一，二，三部分连接起来，便得到一个精准的压力表，即可以显示真空度，又可以显示正压，这样便能轻松获得SF6设备内SF6气体的状态，判断是否需要补气。另一方面，将世伟洛克公型自封接头8连接到SF6气体取样瓶上，调节调节针型阀，便可以从SF6设备中取样，以便分析设备中SF6气体的密度，露点，分解产物等等。

主要优点如下：

1）各个部分相对独立，安装方便，操作简单，便于存放；

2）管路自封性强，耐2Mpa高压，耐-40℃低温，优质特氟龙管软管，带金属外壳保护，可直接盘起来，室外恶劣环境下同样适用；

3）針型阀体部分小巧实用，即可实现气体流量调节，又可准确测量气体压力，同时连接管路方便快捷，且完全自封，避免空气污染管道内气体。

5、技术亮点

1）充气管路标准化。材质使用特氟龙管道，保证干燥清洁，杜绝水分和杂质入侵设备本体；

2）可靠的密封性。各部接头均采用世伟洛克接头，保证密封可靠；

3）任意组装性。世伟洛克接头拔插极为方便，即使带有压力也轻松完成；

4）实时标准压力。标准压力表能够准确指示压力值，对未装设压力表的设备极为方便；

5）压力表校验功能。控制配套阀门的进出气量即可；

6）长期保管及携带。外层加装金属保护管，不易磨破及老化。■