GIS(六氟化硫组合电器)设备自20世纪60年代推广使用以来,已经被广泛地应用在高压、超高压领域。SF6气体水分含量超标会降低气体的绝缘强度及灭弧能力,同时气体的水分解物多为酸性腐蚀性物质,对设备及运行检修人员的安全产生危害.为了保证GIS设备的可靠运行,必须定期进行湿度监测工作[1,2]。不同厂家生产的GIS设备都有相应的试验接头,而ZF11-252(L)型GIS设备的试验接口最为特殊。做SF6湿度试验时,需将防尘盖上的3颗螺丝拧开,再用螺丝将试验设备的接口与被试设备连接。而在接口拆装的过程中,3颗螺丝需均匀松紧,否则将引起漏气,从而影响试验结果,而且由于过弧后的SF6气体分解产物含有剧毒,会对作业人员的身体造成很大的伤害。所以,在保证试验安全的情况下,拆装GIS设备试验接口耗费大量时间,降低了试验效率。因此,需要研制新型GIS设备试验接口拆装卡具,改变目前采集气体方法,提高试验工作效率,确保作业流程顺畅,并提高现场工作的作业安全性和人身安全性。
1 目前ZF11-252(L)型GIS设备SF6湿度试验存在的问题目前鄂尔多斯电业局有110 kV以上GIS变电站7座,占所辖变电站的12.07%。因ZF11-252(L)型GIS 设备的试验接口最为特殊,每次试验时间最长。表 1 为2011—2012 年SF6 湿度试验时间记录表。
![]() | 表 1 SF6湿度试验时间记录 |
从表 1数据可以看出,整个试验过程中安装试验接口所用时间占整个试验时间的56%,是导致试验效率低的主要原因。影响现场试验接口安装时间的因素主要有以下几点:
(1) 新员工对此项操作不够熟练,技术能力不强。
(2) 在试验接口拆装的过程中,防尘盖上的3颗螺丝需均匀松紧(否则将引起漏气),操作难度较大。
(3) SF6气体分解产物含有剧毒,一旦泄漏会对作业人员的身体造成很大的伤害,操作必须小心谨慎。
2 试验接口拆装专用卡具的研制针对上述问题,研制了能够可靠、方便、快捷地拆装ZF11-252(L)型GIS 设备湿度试验接口的卡具,可大幅缩短试验时间。
2.1 设计方案根据ZF11-252(L)型GIS 设备试验接口的形状、材料结构,并综合考虑卡具的操作便捷性、安全性、制作难易程度等因素,制订了3种卡具设计方案,见表 2。
![]() | 表 2 卡具设计方案的可行性分析 |
由表 2可知,方案3虽然制作成本稍高,但其他方面性能最佳,所以选定制作凸轮式可调节双平面卡具作为最佳方案[4]。
2.2 试验接口拆装专用卡具设计通过测量,试验接口直径为4.65 cm、厚度为1.20 cm、行程为0.50 cm。经过计算得出,把手偏心轮最小半径为0.70 cm,最大半径为1.20 cm,依照参数绘制出卡具设计图如图 1所示。
![]() | 图 1 试验接口拆装卡具设计图 |
考虑环境因素以及耐压强度等重要指标,对不锈钢、合金钢、工程塑料等材料进行综合对比分析,认为不锈钢材料抗腐蚀性能、耐压性能强,较易加工,综合性价比高,因此选定不锈钢作为卡具的制作材料。加工完成的试验接口卡具如图 2所示。
![]() | 图 2 试验接口拆装卡具实物 |
新型卡具研制成功后在鄂尔多斯电业局220kV隆安变电站220 kV GIS设备上进行了接头卡具现场应用试验,应用现场照片见图 3所示。在试验过程中作业流畅、操作简单,用SF6气体检漏仪测试无气体泄漏,且接头安装平均时间为1 min,效果较好,达到了预期目的。
![]() | 图 3 拆装卡具现场使用照片 |
(1) 每台GIS设备湿度试验时间由原来的18min缩短到9 min,缩短了停电时间。
(2) 试验接口连接工作以前需要2人完成,使用新型卡具单人即可完成,节省了人力,提高了作业效率。
(3) 整个试验过程中不存在气体泄漏情况,因此不需进行设备补气,同时大幅提高了SF6气体湿度试验时检修人员的安全性。
4 结语ZF11-252(L)型GIS设备接口拆装卡具彻底解决了SF6气体湿度试验接口拆装困难问题,经实际操作应用,证明该卡具可缩短试验时间,同时能减少人员投入和检修成本,有效保证了人身、设备安全,值得推广使用。
[1] | 毕炳昌.基于SF6开关气体湿度超标的探讨[J].中国科技博览,2010(25):22-23. |
[2] | 王黎明,周晋,陈昌龙.GIS微水监测湿度传感器自校验平台的设计[J].陕西电力,2012,40(4):11-15. |
[3] | 刘昌祺.凸轮机构设计[M].北京:机械工业出版社,2005:2-4. |
[4] | 杨康.加强对夹具的结构优化设计[J].大科技:科技天地,2011(9):139-140. |
[5] | 李亚峰,王纯.GIS设备在陕西电力系统中的应用[J].陕西电力,2009,37(2):79-81. |