提高GIS设备安装抽真空和注气效率的研究

提高GIS设备安装抽真空和注气效率的研究

林军浩陶文华

林军浩陶文华

（浙江省送变电工程公司浙江杭州310016）

摘要：GIS设备抽真空和注气效率是影响GIS设备安装的关键因素，通过建立GIS抽真空注气时的理想的气瓶-气室模型，通过理论公式推导抽真空和注气时气室内气体压力和时间的关系，分析影响抽真空的注气效率的因素，从而提出采用六分支多通接头同时进行抽真空、注气是提高GIS设备安装效率的有效方法。

关键词：GIS；抽真空；六氟化硫；注气；六分支多通接头

一、引言

气体绝缘组合电器（GIS）设备因占地面积小，可靠性高，维护工作量少等优点，在电力系统内得到广泛应用。越来越多使用GIS设备是一个未来的趋势，如何优质高效的完成GIS设备安装是输变电工程施工单位研究的重点课题。

GIS设备抽真空和六氟化硫注气工作由于六氟化硫气体的独特性质和本作业对周围环境因素比较敏感，无法通过常规的措施来有效保证作业进度，往往成为GIS设备安装过程中的制约因素，如何优质高效的做好GIS设备安装中抽真空和六氟化硫注气工作是GIS设备安装中的重点内容。

二、建立理想的气瓶-气室模型

为有效讨论的GIS设备抽真空、注气效率的因素，首先需建立GIS设备抽真空注气用的理想的气瓶-气室模型。

该模型由六氟化硫气瓶，注气皮管，抽真空注气装置和GIS设备气室组成。其中，气瓶将作为一个理想的高压气源，不考虑瓶内气压随时间的衰减。注气皮管不考虑形变，且能承受注气的任何压力。抽真空注气装置分为真空泵和注气阀门两部分，其中气室抽真空过程中只需考虑真空泵；六氟化硫注气过程中只需考虑注气阀门。GIS设备气室在开始注气时视作真空。

三、抽真空时气室内部压力与时间的关系

根据公式（3）和（4）可知，对真空气室注气的时间是一个分段函数，在刚开始注气时，气体以音速注气，注气流量为常数，是线性曲线；当达到临界压力后，气体以亚音速注气，注气压力升高，流量逐渐降低。从达到临界压力开始，直到注气结束，曲线为非线性变化。

五、结论

抽真空、注气时的GIS设备气室内气体的压力-时间曲线都是一条拟合指数函数的曲线，前期时速度快，效率高，时间省，后期则速度变慢，效率降低，耗时不成比例的增加。

变电工程GIS设备气室数量众多，依据功能和位置不同大致可以分为断路器气室、闸刀气室、分支母线气室等几类，可以考虑将同类型的气室同时开展抽真空和注气工作，因为同类型不同气室类型在同一时间真空度的要求和六氟化硫注气完成时的压力要求是一致的。

根据抽真空和注气时的气室内气体的压力-时间函数关系可知，只要注气装置性能允许，同类型多个气室同时开始注气可以比单个气室依次注气节省时间。同时，还可以节省投入到工程中的六氟化硫抽真空注气装置的数量，降低大型机具使用费用。

结合我公司现场配置的六氟化硫抽真空注气装置的规格和性能，我们研制了六分支多通接头，可以同时满足六个小型气室或者二个大型气室同时抽真空注气的要求。

经过现场实际使用验证，使用本装置可以有效的提高GIS设备抽真空、注气40%以上的效率，具有极大的节能减排和经济效益。

参考文献：

[1].夏泰淳主编：工程流体力学.上海交通大学.

[2].廉乐明，李力能，吴家正：工程热力学（第四版）.高等教育出版社.

[3]王成生，赵国胜，付长亮，孙海涛，赵楠：真空容器注气时间计算公式[J].真空，2008年9月，第45卷第9期.

[5]工业六氟化硫.GB12022-2006.

[6]六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则.DL/T639-1997.

[7]六氟化硫电气设备中气体管理和监测导则.

作者简介：

林军浩（1984-），男，浙江杭州人，学历：本科，工作单位：浙江省送变电工程公司，研究方向：项目管理。