(广东电网有限责任公司东莞供电局)
摘要：随着全球电力系统的迅速发展以及对电力系统运行可靠性要求的日益提高，SF6气体因其具有优越的绝缘及灭弧特性，已被广泛应用于电力系统各类电气设备中。为了减少停电时间，综合考虑电网风险，一旦SF6设备发生气压偏低缺陷，通常采用带电补气的方法解决。为了防止整个充气过程SF6气体排放到大气中给环境造成污染以及对人体造成的不利影响，本文研制了一种SF6气体零排放充气工具，实现SF6气体零排放，有效防止SF6气体及其在高温电弧作用下产生的有毒分解物对人体的伤害，减少了对大气的污染。本文分别对SF6气体零排放充气工具的结构、功能、工作原理、应用效果、不足与改进等方面进行了介绍，并用实例证明了该装置效果的良好性。
关键字：SF6气体；零排放；充气；回收；工具
1引言
纯净的SF6气体是一种无色、无嗅、无毒、不可燃的气体，且其化学性质非常稳定，具有非常好的绝缘和灭弧性能，故在高压电气行业使用大量SF6气体。然而，SF6气体分子却对温室效应具有潜在的危害，其增温能力是CO2的23900倍，且在电弧和电晕的放电作用下，SF6气体能分解和游离出多种产物，主要是SF6和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等，由于使用、管理不当或没有按正确的方法对其进行回收、再生处理，导致SF6气体及其在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中，给人类赖以生存的环境带来污染和破坏，同时给电气设备的正常运行及人们身体健康带来不利影响。
2 SF6气体零排放充气工具
2.1现用SF6气体充气工具的缺点
目前，对SF6气体设备充气所使用的充气接头，均为简单的顶针式充气接头，即上紧充气接头时顶针顶开SF6设备气室的逆止阀进行充气，采用这种设计如果出现在取下充气接头后，气室逆止阀没有及时返回的情况，将造成SF6气体设备漏气，对人身及设备安全都将造成极大的威胁。
再者，对SF6设备充气前有一个“洗管”的过程，即用纯净的SF6气体将管内原先的废气及空气冲排出去，使充气管内充满纯净的SF6气体，这一过程将排放大量SF6废气；且充气完毕后管内也会有剩余气体，在拆卸充气管过程中，也会将SF6气体排放到大气中。
于是，如何有效地解决现有的为SF6电气设备充气的充气装置可能出现的漏气、排气情况，造成人员和设备出现险情等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
2.2 SF6气体零排放充气工具的结构
综上，我们以现有的SF6气体绝缘设备充气工具为基础，对其进行改造，增加一个多连通中间管道、加装SF6气体回收装置以及将原有充气接头的顶针变为可活动式顶针，即改造为一种可检测逆止阀是否可靠关闭的新型接头，使SF6气体绝缘设备的整个充气过程更准确、安全、环保，实现SF6气体零排放，防止SF6气体及其在高温电弧作用下产生的有毒分解物对人体的伤害以及对大气的污染。
SF6气体零排放充气工具主要由三部分组成：
①改进型充气接头。该接头包括了安装部分和顶针部分，二者通过螺母连接。
②无源气体回收装置。该装置由金属外壳及可伸缩气囊内胆组成。
③四连通器。四连通器分别连接气源、充气接头、气体回收装置和气压表。
这三部分密封可靠地连接为一体组成一套完整的充气工具。如下图所示：
图1 SF6气体零排放充气工具连接示意图
2.3 SF6气体零排放充气工具的工作原理
开始充气时打开充气口、气瓶及气压表处的阀门，实时监测设备内的气压；充气结束后关闭气瓶阀门，将充气头退出到令设备逆止阀关闭的位置，并打开SF6气体回收装置的阀门，观察气压表读数是否迅速降到0，如是则表示设备逆止阀已完全关闭，否则说明设备逆止阀未能关闭。具体操作过程及原理如下：
图2 SF6气体零排放充气工具工作原理图
①充气前，先将A螺母上紧到SF6设备的充气口上，此时B螺母没有越过安全线，逆止阀没有打开；
②充气时，上紧B螺母，越过安全线后，逆止阀缓缓打开，SF6气体充入设备；
③充气后，先松脱B螺母至安全线，再打开无源回收装置，若气压表显示气压为零，且无反弹，则代表逆止阀已复归，可以松脱A螺母；
④若气压表显示气压不为零，或者为零后有反弹，则代表逆止阀未复归，不可松脱A螺母。
2.4 SF6气体零排放充气工具的功能
该工具能够满足以下功能：
①经过改造后的充气接头，通过螺母的转动实现二者轴向上的相对伸缩滑动，顶针部分与充气接头配合，通过顶针部的伸缩实现SF6气室的逆止阀的开闭，能够在对SF6气体绝缘设备充气结束后，准确判断设备充气口处的逆止阀是否完全关闭，防止充气口处的逆止阀未关闭或未完全关闭造成的SF6气体泄漏，相对现有技术中直接通过充气接头的插拔实现通气通断的技术无疑更容易操控，并且密封条件更好，不易造成气体的泄漏；
②多连通中间联接管道，用于连接充气管、气瓶、气压表及SF6气体回收装置，其各端口处设置有可控开闭的手动阀门或者电控气控阀门，通过控制阀门控制各器具之间的通断，省去多次拆装的工序，以及防止了在拆装过程SF6废气漏出到大气中；
③由金属外壳及可伸缩气囊内胆组成的便携式SF6气体回收装置，结构简单，使用操作容易，并且在空装时体积小便于携带。初次使用时，先对该装置进行抽真空，在对SF6气体绝缘设备充气时，将开始时冲洗充气管及充气结束后检测设备充气口逆止阀是否关闭而排出的SF6气体回收入该装置中，待该装置气囊饱和后将其送到专业生产厂家对所收集的废气进行回收处理再利用。
2.5 SF6气体零排放充气工具使用后的效果
装置研制后，对SF6零排放充气工具效果进行检测，对82座变
论文作者:张倩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：气体论文; 工具论文; 装置论文; 设备论文; 气压表论文; 螺母论文; 顶针论文; 《电力设备》2017年第14期论文;