SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備抽真空工

1、  1 序言 由于SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備在電氣性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、占地面積等方面表現(xiàn)卓越，該產(chǎn)品逐步為廣大電力用戶認(rèn)可，特別是在72.5kV以上電壓等級(jí)領(lǐng)域中，成為城、鄉(xiāng)電網(wǎng)使用的產(chǎn)品。但該設(shè)備在安裝和檢修時(shí)，它與空氣斷路器和油斷路器有很大差異，具有特殊性。下面對(duì)該開(kāi)關(guān)設(shè)備的抽真空全過(guò)程，即抽真空的目的；真空、真空度單位及真空區(qū)域劃分；真空中的絕緣強(qiáng)度；抽真空的程序和技術(shù)要求；對(duì)技術(shù)要求和過(guò)程的討論等6部分做探討。1  SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備抽真空的目的SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備，如GCB，GIS，H-GIS，SF6BUS和SF6CT等產(chǎn)品，抽真空是它們注入SF6氣體前的一項(xiàng)必要的程序。該SF6開(kāi)關(guān)

2、設(shè)備抽真空的目的是：(1)降低SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部的濕度(水蒸汽含量)，即去除設(shè)備內(nèi)部微量水分；(2)作為一種定性檢漏的方法。實(shí)際操作時(shí)，由于種種原因，曾出現(xiàn)過(guò)一些誤操作，致使產(chǎn)品受損或返修。2  真空、真空度單位及真空區(qū)域劃分所謂真空，是指稀薄氣體的狀態(tài)。凡絕對(duì)壓力低于正常大氣壓的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。絕對(duì)壓力等于0的空間稱為絕對(duì)真空。真空度是以氣體的絕對(duì)壓力來(lái)表征，壓力越低為真空度越高。真空度量的單位是：在國(guó)際單位制中絕對(duì)壓力以帕(Pa)為單位(即1N/m2作用力)。我國(guó)將真空區(qū)域劃分為5個(gè)區(qū)域：(1)粗真空。真空壓力范圍：1.01×1051.33×102Pa；

3、(2)低真空。真空壓力范圍：1.33×1021.33×10-1Pa；(3)高真空。真空壓力范圍：1.33×10-11.33×10-6Pa；(4)超高真空。真空壓力范圍：1.33×10-61.33×10-10Pa；(5)極高真空。真空壓力范圍為小于1.33×10-10Pa。SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備抽真空的壓力范圍處于1.0l×1051.33×102Pa，屬于粗真空范疇，而真空斷路器的壓力范圍是1.33×10-21.33×10-5Pa，屬于高真空范疇。二者的絕緣強(qiáng)度截然不同。3  真空中的

4、絕緣強(qiáng)度真空中的絕緣強(qiáng)度如圖l所示。該曲線是某電壓等級(jí)真空管電極間距離為20mm時(shí)的實(shí)測(cè)曲線。從曲線的走向不難看出，當(dāng)絕對(duì)壓力降至133.32×10-4Pa以下時(shí)，絕緣擊穿電壓基本保持不變，具有較高值。這是因?yàn)闅怏w分子的碰撞游離已經(jīng)不起作用，擊穿電壓由其他條件如電極表面情況來(lái)決定。真空斷路器就是利用這個(gè)范圍獲得高的絕緣強(qiáng)度。當(dāng)壓力處于133.32×10-3Pa左右時(shí)，絕緣強(qiáng)度開(kāi)始下降。在133.32×10-1133.32Pa之間出現(xiàn)拐點(diǎn)，擊穿電壓到達(dá)最低值。此后隨著壓力的升高，絕緣強(qiáng)度又呈上升趨勢(shì)，曲線的變化規(guī)律符合帕申(Pasehen)定律。4  抽真

5、空的程序與技術(shù)要求4.1  抽真空的程序高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備六氟化硫氣體密封試驗(yàn)方法GB11023-1989和氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程DL/T603-1996對(duì)抽真空順序和技術(shù)要求都有明確規(guī)定。后者規(guī)定：(1)真空度達(dá)到133Pa開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)至少在30min以上；(2)停泵并與泵隔離，靜觀30min后才能讀取真空度A；(3)再靜觀5h以上，讀取真空度B，要求B-A67Pa(極限允許值133Pa)合格，否則，要先檢測(cè)泄漏點(diǎn)；(4)抽真空要有專人負(fù)責(zé)，要防止誤操作而引起的真空泵油倒灌事故。4.2  對(duì)抽真空技術(shù)要求的探討圖2表示200L容器內(nèi)裝入20mL的

6、水，在常溫下抽真空的試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)后，得容器內(nèi)水分和真空度的關(guān)系如下：(1)在1333.2Pa左右時(shí)，水分沸騰；(2)在533.28Pa左右時(shí)，真空度平衡不變，水分慢慢減少；(3)在266.64Pa左右時(shí)，水分已除去。由此可知，如果抽真空至133.32Pa，容器內(nèi)的水分完全能夠除去。本試驗(yàn)若繼續(xù)抽真空，真空度到達(dá)13.33219.998Pa時(shí)處于飽和狀態(tài)，該飽和點(diǎn)是到達(dá)133.32Pa壓力后，再抽真空30min的開(kāi)始點(diǎn)。圖3為到達(dá)規(guī)定真空度所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。由上所述，采用設(shè)備內(nèi)部抽真空的方法，可除去殘存的水分，但是從有機(jī)絕緣材料中析出的水分也用抽真空的方法除去的話，則必須進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的抽真空，這部

7、分水分必須用吸附劑除去。上述介紹可了解用抽真空去除水分的過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果；也可了解標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的133.32Pa和繼續(xù)抽真空30min的作用。5  對(duì)抽真空程序的探討進(jìn)行抽真空程序經(jīng)常會(huì)遇到以下5種誤操作，要注意防范。5.1  抽真空和真空保持時(shí)應(yīng)施加的電壓SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備的抽真空屬于粗真空范疇；絕緣擊穿電壓和真空度的關(guān)系是處于圖1的右側(cè)；在133Pa左右時(shí)，擊穿電壓處于最低點(diǎn)。因此，在抽真空和真空保持期問(wèn)所施加的電壓，即使是低電壓，也是極其危險(xiǎn)的?，F(xiàn)舉下述典型事例供參考。事例1：某工程126kV GIS抽真空到133Pa并處于真空保持期間，為了實(shí)現(xiàn)交叉作業(yè)縮短工期，對(duì)其做了回

8、路電阻試驗(yàn)。雖然施加電壓僅6V，但已構(gòu)成放電條件，造成盆式絕緣子沿面閃絡(luò)。事例2：某工程550kV罐式SF6斷路器(帶合閘電阻)含水量超標(biāo)，安裝單位先用充高純氮(氣)、后用紅外線燈烘烤的方法，都未能充分去除水分。以后，他們?cè)噲D在罐體外側(cè)纏繞線圈用渦流法加熱，施加電壓于合閘電阻上驅(qū)除水分，與此同時(shí)再通過(guò)抽真空去除水分。顯然，該方案如果付諸實(shí)現(xiàn)必將帶來(lái)嚴(yán)重后果。綜上所述，建議：(1)抽真空和保持真空期間切記勿施電壓，即使是低電壓。(2)對(duì)于擴(kuò)建工程，如果新裝產(chǎn)品處于高電壓覆蓋區(qū)，例如處于高壓母線下方，抽真空作業(yè)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)防感應(yīng)電壓的傷害。建議將產(chǎn)品進(jìn)、出線接線端子直接接地。5.2  讀取真空

9、度時(shí)不停泵和不與泵隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)停泵和與泵隔離。但操作時(shí)，有時(shí)因圖方便或不理解，出現(xiàn)不停泵和不與泵隔離的情況下讀取真空度的現(xiàn)象。其后果往往是讀取值為虛假值。與泵隔離常用方法是關(guān)閉位于真空泵進(jìn)氣口側(cè)的截止閥(圖2中截止閥1)。目的是為了保證讀取值能正確反映產(chǎn)品內(nèi)部的絕對(duì)壓力。反之，讀取值極大可能是真空泵進(jìn)氣口的數(shù)值。該值通常都大于產(chǎn)品實(shí)際到達(dá)的真空度。5.3  返油現(xiàn)象返油是指真空泵處于抽真空運(yùn)行期間，因失電而引起泵油倒灌進(jìn)入產(chǎn)品的事故。當(dāng)前，抽真空配用的泵大多是葉片泵或柱塞泵。將它與SF6氣瓶等原件組合在一起成為“充氣裝置”。將它與壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐等元件組合在一起成為“充放氣裝置”。正

10、規(guī)的“裝置”都配有防返油裝置。防返油措施有多種，常見(jiàn)在真空泵進(jìn)氣口處(圖2截止閥1左側(cè))裝1個(gè)電磁閥。當(dāng)失電時(shí)，電磁閥開(kāi)啟并與大氣相通，使真空泵進(jìn)氣口與出氣口壓力迅速達(dá)到一致，可有效地防止返油。反之，正在運(yùn)行的真空泵會(huì)因進(jìn)氣口和出氣口的壓力差，迫使泵油由高壓區(qū)進(jìn)入低壓區(qū)，通過(guò)管道進(jìn)入產(chǎn)品。一旦出現(xiàn)返油應(yīng)迅速處理，不應(yīng)延誤修復(fù)，因?yàn)榉涤蜁?huì)危及產(chǎn)品性能及安全運(yùn)行。因此，建議：(1)使用“充氣裝置”或“充放氣裝置”前應(yīng)將電磁閥動(dòng)作可靠性列入檢查項(xiàng)目。(2)真空泵單獨(dú)使用時(shí)應(yīng)了解該泵有無(wú)防返油裝置或措施。若有，應(yīng)檢驗(yàn)其可靠性；若無(wú)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。(3)對(duì)于已購(gòu)但尚無(wú)防返油措施的“裝置”應(yīng)盡早改造；(

11、4)應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)。對(duì)設(shè)備保養(yǎng)、精通業(yè)務(wù)及監(jiān)督“裝置”運(yùn)行都十分有益。5.4  真空保持時(shí)間問(wèn)題上述2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的真空保持時(shí)間都是5h以上，即再靜觀5h以上讀取真空度B。這是為了讓隱藏在絕緣件、鑄件、金屬件及金屬焊縫等處的水分在真空狀態(tài)下逐步汽化。通過(guò)B-A值判別產(chǎn)品內(nèi)部元件裝配前的干燥狀態(tài)及能否進(jìn)行下一程序。對(duì)此，筆者認(rèn)為5h應(yīng)是下限。真空保持的時(shí)間應(yīng)視產(chǎn)品而異(特別是GIS)，國(guó)外一些制造廠規(guī)定值為24h，將24h作為上限也許是有利的。5.5  真空檢漏問(wèn)題GBll023-1989將真空檢漏確定為2種定性檢漏的方法之一。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試品抽真空到真空度113×10-

12、6MPa，再維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)30min后停泵，30min后讀取真空度A，5h后再讀取真空度B，如果B-A值小于133×10-6Pa，則認(rèn)為密封性能良好。在執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，往往認(rèn)為：B-A值超過(guò)133×10-6MPa時(shí)，試品肯定密封不良、存在泄漏點(diǎn)。筆者認(rèn)為不應(yīng)絕對(duì)化，具體情況應(yīng)具體分析。如果B-A值遠(yuǎn)大于133Pa，密封不良的可能性較大；如果差值較小，有可能是由于真空保持期間，隱藏在試品元件內(nèi)部水分汽化所致。為了確認(rèn)這一點(diǎn)，建議再重復(fù)進(jìn)行1次上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試。如果B-A值降低至133Pa以下，則可排除密封不良的結(jié)論。6  結(jié)束語(yǔ)上述5.15.3屬于誤操作。如果能理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，5.2與5.3的誤操作是極易避免的。5.1是因