一种通用型六氟化硫（SF6）充气接口研制

一种通用型六氟化硫（SF6）充气接口研
制
摘要：本论文研究了一种通用型六氟化硫（SF6）充气接口的设计与研制。

针对现有充气装置在使用不同型号的六氟化硫（SF6）设备时需要配备不同的转接器的问题，以及无法准确查看六氟化硫气体量的限制，本研究提出了一种创新的充气接口设计方案。

该设计采用连通设计和阀门控制，使得进气管和出气管能够灵活连接，并设置了出气口专用充气接头，与组合式六氟化硫充气装置接头一体化设计，该研究为六氟化硫充气操作提供了一种便捷、高效且通用的解决方案。

关键词：电力设备；六氟化硫；充气接口
引言
随着经济和社会的高速发展，人们对电量的需求日益增加，而传统绝缘油存在制取工艺复杂、耐热性差、易燃烧和环境污染严重等问题，已无法满足现阶段电气设备高绝缘性能的要求。

六氟化硫(SF6)气体是一种超高压绝缘介质材料，被广泛用于电子、电气设备的气体绝缘，如：断路器、GIS、TA等高压电气设备等
高压设备中。

它的绝缘及灭弧能力远强于氧气，拥有极好的绝缘性能，而六氟化硫设备要求气密性高，一旦泄露泄露或不足都会造成设备故障。

但在实际工程中,由于电力部门使用的开关断路器种类繁多，充气时需配备相应转接器连接六氟化硫断路器，导致充气时间长，效率不高，且容易出现SF6气体出现了泄漏、变质
的现象，降低了设备的绝缘性能。

为提高输电设备安全稳定性，保障设备高效运行，需研制一种通用SF6充气接口装置，可适用多种断路器充气接口，作业时可
以极大程度上减少充流程，加快作业效率，解决SF6绝缘设备充气、补气难题。

2六氟化硫（SF6）充气装置的现状及问题
传统SF6充气装置主要由气瓶、阀门、输气管道、连接器件、气压指示计和
其他器件等共同完成补充功能，其结构如图1所示。

气瓶用于存储SF6气体，单
气瓶SF6容量较少，导致SF6释放速度缓慢，影响设备安装进度;管道用于输送SF6气体至设备中，具有高度密封性，为满足工作环境耐压、耐磨损、耐变形的要求，提高工作人员效率，通常采用轻便型材料;阀门用于控制SF6气体输出;气压指示计用于了解设备内部SF6气压状态，从而判断设备是否需要充气及充气完成情况，补气时要注意充气皮管反充使密度继电器压力波动，从而导致误报警现象;接口用于连接阀门与管道、管道与设备，是影响充气速度的主要因素，必须缝合严密。

目前常用的细牙螺纹接口存在借助工具作业费时费力、拆卸频繁易损伤螺纹等不足。

图1 SF6充气装置结构图
1.气瓶
2.阀门
3.输气管道
4.连接器件
5.接头
6.气压指示计
7.球阀
8.其它器件 14.连接槽件
目前，SF6充气设备已具备了相对完善的流程体系，并明确规定了充气压力范围。

传统充气流程断路器型号多样化且充气装置与断路器匹配时间较长，在维护和抢修过程中存在下列问题:①SF6补充装置种类繁多、结构各异但一套SF6补气装置却只适用一个型号或厂家的断路器，引起了补气装置杂多、难管理的问题;②SF6补气装置的管路、减压阀和接头占地面积大;③多样化的SF6补充装置具有相似的外形，使检修人员常常认错，降低了工作效率;④具有相同的减压阀和管路的SF6充气装置却不能共用接头，浪费了资源。

不同SF6充气装置具有不同的结构、连接方式和充气流程，通过调研统计多家充气设备厂家多台充气设备，得出同一厂家不同型号的充气接头都不一致，充气接头繁杂，难以辨识和管理，设备整体复杂，携带不便，补气准备工作时间较长，严重影响了SF6充气效率。

要提高 SF 6 充气效率，需要从现状入手，简化现有充气结构，轻量化成套装置
并设计多用化接口，使其易分辨的同时能方便快捷地完成充气工作。

3通用型六氟化硫（SF6）充气接口设计
为解决多厂家、多结构断路器配套充气装置外形相似、结构各异的难题，本
体提出了一种通用型SF6充气接口设计，如图2所示，其一头与厂家接口配套，
一头采用通用口与通用充气管接头配套。

此设计对SF6充气装置进行了简化，保
留的核心部件实现了所有充气功能，气管端部设计了出气口专用充气接头，适用
于不同型号的SF6设备的充气接口。

这个专用充气接头与组合式SF6充气装置接
头一体化设计，提高了连接的便捷性和灵活性。

装置配备了六氟化硫气体查看装置，可以方便地查看气体量。

此外，设计了充气接头存放组装箱，用于存放充气
接头和相关零件，使其更加整齐和方便携带。

检修变电站时，针对不同厂家不同
型号的设备，仅需更换充气接头部分即可，提高了整套SF6补气装置的泛用性，
减少了更换接头时间，提高了效率。

图2 通用型六氟化硫充气接口示意图
1.气瓶
2.阀表
3.充气主管 6.充气接头
4应用效益分析
4.1 应用创新
首先，通过研制装置通用六氟化硫气充气接口，解决了不同开关断路器需要
使用相应转接器连接六氟化硫断路器的问题。

这样的设计使得充气过程更加简化，不再需要针对每种不同的开关断路器设计专门的转接器，从而减少了设备和配件
的数量，提高了作业的便捷性和效率。

其次，通过设计配套的六氟化硫气体量检
测装置，解决了无法查看六氟化硫气体量的问题。

该装置可以准确测量和控制充
气过程中的气体量，方便操作人员了解气体的剩余量，避免了因气体不足而引起
的设备故障或作业中断。

这样的配备提高了作业的准确性和可靠性。

通过解决这
两个问题，项目实施提升了六氟化硫充气装置的通用性和适应性，简化了操作流程，降低了复杂性和依赖性，并提供了对气体量的准确监测，从而显著提高了作
业效率、降低了操作风险，并改善了工作流程。

4.2 实施效益
与现有技术相比，该项目实施带来的效益主要体现在以下几个方面：①广泛
适用范围：通过装置的通用六氟化硫气充气接口，不再需要针对每种设备设计特
定的充气接口或转接器。

这样的设计使得充气作业流程更加简化，减少了设备和
配件的多样性，提高了装置的适用性和通用性。

②六氟化硫气体量查看功能：装
置配备了六氟化硫气体量检测装置，方便操作人员查看剩余的六氟化硫气体量。

这一功能有助于及时了解气体剩余情况，以便及时补充气体，避免因气体不足而
导致设备故障或作业中断。

③提高作业效率：装置的设计优化使得作业流程更加
简化，减少了转接器的使用，并提供了气体量查看功能。

这些因素共同作用，显
著提高了作业效率。

操作人员可以更快速地进行充气作业，节省时间和人力资源。

④便携性：装置的设计考虑了便携性，并配备了充气接头存放组装箱。

这使得装
置易于携带和使用，能够灵活应用于不同的场景和地点。

操作人员可以方便地携
带装置进行作业，提高了操作的便捷性和灵活性。

结束语
本论文研究了一种通用型六氟化硫充气接口的设计与研制，旨在解决现有充
气装置在使用不同型号六氟化硫设备时的转接器依赖和气体量查看的限制。

通过
连通设计、阀门控制和出气口专用充气接头的集成设计，以及配备六氟化硫气体
量查看装置和充气接头存放组装箱，该通用型充气接口具备广泛适用性、气体量
可视化和操作效率提升等优点。

这种创新设计不仅简化了作业流程，加快了充气
作业的速度，还提供了对六氟化硫气体量的实时监测和管理，以确保充气过程的
准确性和安全性。

参考文献
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