SF6高压设备补气的关键流程及注意事项

林奥林 黄昕宇 陈 昊 陈展超 林泽炜

（国网福建省电力有限公司福州供电公司）

0 引言

SF6气体绝缘组合电器可靠性高、维护量小，已经在电力系统中广泛应用。尤其是在高压设备中，利用SF6气体可明显增强装置的安全性能，其耐受性强、绝缘性高，常常用于灭弧保护。为进一步避免SF6气体滥用乱排，我国出台了一系列政策法规，对SF6高压设备补气操作进行管控，保证其既能够满足我国变电安全需求，又不影响其周围生态环境，从而实现SF6气体应用效益的最大化。

1 SF6高压设备补气的重要性

1.1 SF6气体

SF6气体无色、无味、无嗅、无毒，绝缘性强、稳定性高，具有非常好的绝缘和灭弧效果，是我国高压设备气室保护的重要组成部分。虽然SF6气体本身无毒，但该气体遇水将会产生明显化学反应，生成二氧化硫、氢氟酸、亚硫酸等有害物质，导致高压设备元件损坏，发生泄漏后可能造成严重变电事故或人员伤亡，需全面重视。

干燥条件下，微量SF6不会对人员产生毒害，但若浓度过高，很容易使变电人员窒息。这类气体密度高于空气，在高压设备中使用时容易出现低洼处沉积，导致该区域缺氧。一旦变电人员进入到上述区域，均可直接窒息晕厥，需设置抽风装置，定期进行SF6气体排放。

1.2 关键作用

从调查数据可以发现，我国SF6高压设备中气体泄漏问题非常严重，仅本地区2010年就出现严重SF6气体泄漏事故12起，由该问题引起的断电时间超过855h，在很大程度上限制了高压设备运行的安全效益和经济效益。

一般而言，SF6高压设备中气体量不足可能会引起开关闭锁，导致故障停电范围扩大。若SF6气体压力持续下降，还会影响高压设备的绝缘和灭弧性能，进而引起闪络击穿、装置损坏等。因此，必须在SF6高压设备管理过程中做好安全补气，使其内部SF6气体量处于定值，这样才能够确保设备绝缘效果和灭弧保护质量，最大限度降低由漏气引起的高压设备变电事故，减少其对变电运行的危害。

2 SF6高压设备补气中的关键流程

2.1 装置选择

SF6高压设备补气过程中应按照国家规范做好气密性、适配性、便捷性设计。本次选用的装置为某单位研发的一种新型SF6高压设备补气装置，由补气接口1、转接件2、三通阀3、本体气室气体压力校验表4、输气管道出口止回阀5、输气管道6、输气管道入口止回阀7、输气管道接口8、SF6气瓶气体压力监测表9组成，如下图所示。

图 SF6补气装置结构

该套补气装置采用双止回阀设计思路，利用双止回阀实现输气管道的自密封功能，可有效防止水蒸气在输气管道闲置时侵入，降低高压电气设备补气作业时的风险并提高其使用寿命。对于长期使用的补气装置而言，输气管道中有概率存在肉眼无法识别的细微缺陷，当这些缺陷发展为泄露点时，检修人员常常无法察觉，增大了检修人员现场补气时的安全风险。

基于双止回阀自密封的补气装置可实现补气装置的气密性进行自检功能，可有效防止水蒸气在管道闲置时侵入管道，降低高压电气设备补气作业时的风险并提高其使用寿命。与此同时，装置中还设置串联三通阀3，实现了补气作业与SF6表计的在线校验工作相结合。在设备补气的过程中，也完成了SF6表计的在线校验工作，可有效提高现场工作效率降低出工频次。此外，装置安装的适用于不同厂家高压电气设备补气接口的万用转换头，实现了该套补气装置可适用于不用厂家的SF6高压电气设备补气工作，提高设备的通用性和经济性。

2.2 技术方案

（1）带电补气方案

操作过程中应先将SF6高压设备补气装置中的充气管连接到高纯氮气瓶中，然后打开连接头区域的顶丝，进行管路吹扫。然后，用电吹风采用同样方法处理充气孔。准备工作完成后开始向SF6高压设备补气，直至达到额定的压力值后，依次关闭SF6气瓶阀门、氮气瓶阀门，断开连接，其主要操作如下表所示。

表 SF6高压设备带电补气的关键流程

一般带电补气的过程中气体压力较大，很容易出现管道破裂，在补气时首先应对管道耐压情况进行测试，将补气管压力调整到1MPa左右，测定是否会出现压力问题。同时，在补气过程中还可以在连接补气管区域设置减压阀，进行管道压力保护。

（2）停电检修补气

该补气的过程中操作较为复杂，往往针对严重SF6高压设备气体泄漏、装置故障等，包括抽真空法和气室处理两种。

1）抽真空。该方法可以有效检测SF6高压设备是否存在密封性问题。处理过程中先使用SF6气体回收装置将SF6高压设备中的气体全部回收。该环节中应先打开真空泵阀门，将回收接口与SF6高压设备气室连接，此时可以抽气直至真空。一般麦氏真空表显示在133MPa以下即可，持续2～3h后，观察是否存在漏气。如不漏气，则选用SF6高压设备补气装置按照带电补气的方法进行操作即可。若漏气，则应先将漏气区域处理完毕后，方可依照上述方法进行补气。

2）气室检查。使用抽真空装置将气室内SF6气体回收，并不断补进新鲜空气。当真空表显示压力为0MPa时，可以打开气室，逐一检查内部密封圈、接口划痕、内部开裂等情况，对其进行相应处理，如使用干油胶密封，砂纸打磨等。确定密封情况良好后，同样按照带电补气的方法进行操作即可。

3 SF6高压设备补气中的注意事项

（1）严格把握现场环境

SF6高压设备补气过程中对现场环境要求非常严格，必须控制现场作业湿度低于80%，且带电补气的过程中要保证温度高于8℃以上，否则均可能导致补气时出现SF6微水量现象、补气压力不均衡问题等，进而影响SF6高压设备的安全性能和使用效益。

（2）科学控制补气次数

SF6高压设备补气过于频繁很容易造成装置磨损，从而影响其安全性、可靠性和稳定性。如频繁补气时若造成接口松动，将可能直接导致空气进入到SF6高压设备中，致使SF6气体遇水反应，产生影响金属部件和绝缘部件的腐蚀性化学物质。同时，频繁补气的过程中SF6气体泄漏的可能性加大，长此以往，可能会对周围生态环境造成危害。因此，在SF6高压设备中应在国家规范标准基础上，结合本区域SF6高压设备特性，合理设置补气间隔时间。

（3）做好补气安全防护

SF6气体密度过大或遇水反应后，均会对人体造成损害。在补气过程中为了保证操作的安全性，应配置鼓风机，且2人同时操作，1人补气，1人监督，避免出现严重补气事故。带电补气中人员可酌情穿戴防护装置，停电检修补气过程中必须做好个人防护。上述环节操作时人员应先打开鼓风机，保证区域空气流通畅通。然后，穿好SF6气体防护装置，确保安全防护到位后，方可进行现场操作。

4 结束语

高压设备运行过程中很容易出现由装置故障、元件损坏等造成的气室漏气。补充SF6气体时必须严格按照国家标准和作业环境要求，选择科学、高效、安全的补气装置，根据运行情况开展带电补气或检修补气，遵循上述方案中的技术规范，逐步完成补气操作。尤其是在检修补气过程中，应先对漏气情况进行检查和处理，确定无问题后，方可严格依照操作规范进行安全补气，从而最大限度减少SF6高压设备补气频率，提升SF6气体的应用时效。