一種防爆SF6電流互感器充氣管的研發(fā)

1現(xiàn)狀及不足

現(xiàn)有的六氟化硫(SF6)充氣裝置主要為以下結(jié)構(gòu):SF6氣瓶與減壓閥的輸入端連接:減壓閥的輸出端通過(guò)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(nèi)部連通,形成一個(gè)整體,SF6氣體可以自由流通。充氣時(shí),先打開(kāi)氣瓶閥門,再打開(kāi)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(xiàn)有的SF6充氣管結(jié)構(gòu)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(huì)因?yàn)楸浑娀》纸?發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生so2、CF4等有毒物質(zhì)。當(dāng)發(fā)生SF6泄漏時(shí),按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)要求,首先要將氣瓶的閥門關(guān)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(lái)。然而在這個(gè)過(guò)程中,工作人員會(huì)吸入大量泄漏的混有有毒物質(zhì)的SF6氣體。如果處理速度遲緩,電流互感器內(nèi)部的SF6氣體會(huì)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(nèi)的SF6氣體壓力低于0.37MPa,會(huì)影響電流互感器的絕緣強(qiáng)度,縮短電流互感器的使用壽命,威脅其安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2裝置的設(shè)計(jì)

為了解決現(xiàn)有SF6充氣裝置管壁破裂后,由于無(wú)法及時(shí)防止電流互感器內(nèi)部的SF6氣體泄漏,導(dǎo)致電流互感器絕緣強(qiáng)度降低,嚴(yán)重威脅其安全穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題,設(shè)計(jì)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(shí),有效防止電流互感器內(nèi)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(yùn)行。

2.1設(shè)計(jì)方案

為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),該裝置采用如下技術(shù)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(chǔ)氣瓶,儲(chǔ)氣瓶上設(shè)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(shè)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(jiǎn)圖

1—儲(chǔ)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?qū)?當(dāng)SF6氣體從儲(chǔ)氣瓶流向SF6電流互感器時(shí),單向閥處于導(dǎo)通狀態(tài),此時(shí)能正常充SF6氣體,當(dāng)SF6氣體從SF6電流互感器流向儲(chǔ)氣瓶時(shí),單向閥處于閉合狀態(tài),此時(shí)SF6氣體無(wú)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(lái),本裝置在減壓閥管與充氣接頭之間安裝一個(gè)單向閥。在具體使用時(shí),當(dāng)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)大于SF6電流互感器額定壓強(qiáng)時(shí),單向閥導(dǎo)通,向SF6電流互感器充氣。

當(dāng)氣管發(fā)生爆裂時(shí),充氣裝置由于爆裂而暴露于大氣中(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約0.1MPa),此時(shí)儲(chǔ)氣瓶的氣體壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于待充氣SF6電流互感器的氣體壓強(qiáng),SF6氣體流向儲(chǔ)氣瓶,但由于單向閥此時(shí)不導(dǎo)通,有效防止了待充氣SF6電流互感器內(nèi)部的氣體向外泄漏,保證了SF6電流互感器安全運(yùn)行。

2.3單向閥結(jié)構(gòu)

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(shè)有空腔,閥體上設(shè)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(shè)置在空腔內(nèi):閥蓋設(shè)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(nèi)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(shí),壓縮彈簧處于壓縮狀態(tài),此時(shí)由于壓縮彈簧的作用,閥蓋與輸入通道貼合連接:當(dāng)SF6氣體從輸入通道進(jìn)來(lái)時(shí),由于SF6氣體壓強(qiáng)的作用,會(huì)進(jìn)一步壓縮壓縮彈簧,使閥蓋與輸入通道分離,SF6氣體進(jìn)入閥體的空腔中,最后通過(guò)輸出通道出去,此時(shí)單向閥處于導(dǎo)通狀態(tài)。

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

3結(jié)語(yǔ)

本文所介紹的一種防爆SF6電流互感器充氣管,其材料來(lái)源簡(jiǎn)單且加工容易,成功解決了SF6設(shè)備充氣過(guò)程中可能出現(xiàn)的充氣管爆裂后有毒氣體外泄的問(wèn)題,避免了電流互感器在失去SF6絕緣氣體保護(hù)后,設(shè)備絕緣遭到破壞。

另外,如果對(duì)充氣設(shè)備進(jìn)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)。