1現狀及不足

現有的六氟化硫(SF6)充氣裝置主要為以下結構:SF6氣瓶與減壓閥的輸入端連接:減壓閥的輸出端通過充氣管與SF6電流互感器的充氣接頭連接。安裝牢固后,充氣管與電流互感器內部連通,形成一個整體,SF6氣體可以自由流通。充氣時,先打開氣瓶閥門,再打開減壓閥閥門,使減壓閥出口處的氣壓大于電流互感器的氣壓,這樣SF6氣體才能順利充入電流互感器。

現有的SF6充氣管結構存在以下不足之處:如果充氣管老化、遭到碾壓或被尖銳物刺穿,造成管壁破裂,氣體泄漏,則泄漏的SF6氣體會因為被電弧分解,發(fā)生化學反應,產生so2、CF4等有毒物質。當發(fā)生SF6泄漏時,按照作業(yè)指導書要求,首先要將氣瓶的閥門關閉,防止氣瓶的氣體外泄,然后將氣管的金屬連接頭與電流互感器的充氣口拆卸下來。然而在這個過程中,工作人員會吸入大量泄漏的混有有毒物質的SF6氣體。如果處理速度遲緩,電流互感器內部的SF6氣體會全部泄漏光,由于SF6電流互感器充氣作業(yè)是在不停電情況下完成的,如果電流互感器內的SF6氣體壓力低于0.37MPa,會影響電流互感器的絕緣強度,縮短電流互感器的使用壽命,威脅其安全穩(wěn)定運行。

2裝置的設計

為了解決現有SF6充氣裝置管壁破裂后,由于無法及時防止電流互感器內部的SF6氣體泄漏,導致電流互感器絕緣強度降低,嚴重威脅其安全穩(wěn)定運行的問題,設計了一種SF6電流互感器的充氣輔助裝置,其能在發(fā)生泄漏時,有效防止電流互感器內部的氣體向外泄漏,從而保證了電流互感器的安全穩(wěn)定運行。

2.1設計方案

為實現設計目標,該裝置采用如下技術方案:一種SF6電流互感器的充氣輔助裝置,如圖1所示,包括減壓閥、第一連接管、第二連接管、單向閥。第一連接管的一端與減壓閥的輸入端連接,第一連接管的另一端用于連接裝有SF6的儲氣瓶,儲氣瓶上設有閥門:減壓閥的輸出端與第二連接管的一端連接,第二連接管的另一端與單向閥的輸入端連接。單向閥的輸出端用于與SF6電流互感器的輸入端連接,SF6電流互感器的輸入端設有充氣接頭,單向閥的輸出端與充氣接頭連接并接通。

圖1SF6防爆管工作原理簡圖

1—儲氣瓶2—第一連接管3—減壓閥4—第二連接管5—單向閥6—SF6電流互感器7—充氣接頭

2.2裝置功能

該裝置的單向閥作用是單向導通,當SF6氣體從儲氣瓶流向SF6電流互感器時,單向閥處于導通狀態(tài),此時能正常充SF6氣體,當SF6氣體從SF6電流互感器流向儲氣瓶時,單向閥處于閉合狀態(tài),此時SF6氣體無法從SF6電流互感器中流出。

為了防止SF6電流互感器的充氣輔助裝置發(fā)生爆裂后,SF6氣體從SF6電流互感器中泄漏出來,本裝置在減壓閥管與充氣接頭之間安裝一個單向閥。在具體使用時,當儲氣瓶內氣體的壓強大于SF6電流互感器額定壓強時,單向閥導通,向SF6電流互感器充氣。

當氣管發(fā)生爆裂時,充氣裝置由于爆裂而暴露于大氣中(一個標準大氣壓約0.1MPa),此時儲氣瓶的氣體壓強遠遠低于待充氣SF6電流互感器的氣體壓強,SF6氣體流向儲氣瓶,但由于單向閥此時不導通,有效防止了待充氣SF6電流互感器內部的氣體向外泄漏,保證了SF6電流互感器安全運行。

2.3單向閥結構

如圖2所示,該裝置的單向閥包括閥體、閥芯、壓縮彈簧、閥蓋:所述閥體設有空腔,閥體上設置有與空腔連通的輸入通道和輸出通道:輸入通道與第二連接管的另一端連接:閥芯、壓縮彈簧、閥蓋均設置在空腔內:閥蓋設置于所述輸入通道處,其與閥芯的一端連接,閥芯的另一端與壓縮彈簧的一端連接,壓縮彈簧的另一端與空腔的內壁連接:閥芯、壓縮彈簧、閥蓋位于同一直線上,且該直線方向與輸入通道的所在方向一致。

圖2單向閥截面圖

8一閥蓋9—中間連接件10—彈簧室11一空腔

12一壓縮彈簧13一下閥體14一上閥體

單向閥在初始狀態(tài)時,壓縮彈簧處于壓縮狀態(tài),此時由于壓縮彈簧的作用,閥蓋與輸入通道貼合連接:當SF6氣體從輸入通道進來時,由于SF6氣體壓強的作用,會進一步壓縮壓縮彈簧,使閥蓋與輸入通道分離,SF6氣體進入閥體的空腔中,最后通過輸出通道出去,此時單向閥處于導通狀態(tài)。

當SF6氣體從輸出通道進到閥體的空腔時,由于閥蓋與輸入通道處于貼合封閉狀態(tài),氣體無法從輸入通道出去,此時單向閥處于閉合狀態(tài)。

3結語

本文所介紹的一種防爆SF6電流互感器充氣管,其材料來源簡單且加工容易,成功解決了SF6設備充氣過程中可能出現的充氣管爆裂后有毒氣體外泄的問題,避免了電流互感器在失去SF6絕緣氣體保護后,設備絕緣遭到破壞。

另外,如果對充氣設備進行改造,更換上合適的充氣接頭,該裝置同樣適用于SF6斷路器的充氣作業(yè)。