气体绝缘环网开关柜的设计与使用技术

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气体绝缘环网开关柜的设计与使用技术 技了 I c专题

气体绝缘环网开关柜的设计与使用技术吴金龙摘

绍兴电力设备成套公司

要：作为重要的二次配电设备，气体绝缘环网开关柜因其优越的电气与机械性能在我国配电网的使用

越来越广泛。介绍了气体绝缘开关柜在设计、制造以及使用时需注意的一些关键技术。关键词：气体绝缘环网柜 设计技术使用技术

De s i g n a n d Ap p l i c a t i o n T e c h n o l o g i e s o f Ga s I n s u l a t e d Ri n g Ma i n Un i tAb s t r a c t: As i mp o r t a n t s e c o n d a r y p o we r d i s t r i b u t i o n e q u i p me n t, g a s i n s u l a t e d R M U i s b e c o mi n g i n c r e a s i n g l y p o p u l￣ d u e t o i t s s u p e r e l e c t r i c a l a n d me c h a n i c a l p e fo r r ma n c e . Th i s a r t i c l e i n t r o d u c e s d e s i g n p r i n c i p l e s, ma n u f a c t u r e t e c h n o l o

g i e s a n d a p p l i c a t i o n g u i d e s o f g a s i n s u l a t e d R M U. Ke y wo r d s: g a s i ns u l a t e d RM U d e s i g n t e c h n o l o g y a p p l i c a t i o n g u i d e s

环网柜在城市、农村电网改造工程、工矿企

业、高层建筑、公共设施等部门作为环网供电单元和终端设备，是电能分配、控制和电气保护的最佳设备。 气体绝缘环网柜是将诸如母线、断路器 (或负荷开关 )、隔离开关、互感器等重要高压元件封闭在充有较低压力的 S F 气体的不锈钢壳体内的中压成套设备。其突出的特点是安全、可靠性高、操

1气体绝缘环网柜设计与制造关键技术气体绝缘环网柜在设计与制造时，需

主要解决以下几个方面的技术难题。1 . 1密封

漏气率一直是生产厂家和用户关注的焦点。 我国相关标准对于气体绝缘的开关设备的气体年泄漏率均要求在 1%/年以下。由于环网柜使用寿命一般都在 3 0年左右，故密封时要考虑到密封元件的压缩量、寿命、老化、可靠性方面的因素。 气体绝缘环网柜的密封方式主要有焊接密封、 密封圈密封及金属波纹管密封等等。目前，普遍采用密封圈来实现气体的动静密封，如 AB B公司的 S F G、施耐德公司的 S M6开关。但是，也有采用不锈钢焊接和密封圈相结合的密封形式。采用焊接密封时，要保证焊缝的气密性。由于一般的焊接设备和焊接技术达不到此要求，故至少要使用氩弧焊或激光焊接设备进行焊接。西门子公司的环网柜 (如

作简单、免维护、安装方便等，且最大的优点是不受外界环境条件的影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等，可用在环境恶劣的场所。另一个重要的特点是，由于使用性能优异的 S F 绝缘大大缩小了柜体的外形尺寸，有利于向小型化方向发展。而 S F 气体绝缘环网柜因具有免维护、尺寸小、性能

优异、安全可靠等特点，在我国二次配电系统得到了越来越广泛的运用。以下对气体绝缘环网柜在设计、制造以及使用时需注意的一些关键技术做具体的阐述。

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8 D J 2 0、8 D H1 0)则采用专利的密封技术，其具有如下的特点：

S F 气体清洗充气管道，以控制管道中水分的含量。1 . 3零部件质量

( 1)采用激光焊接技术进行气室密封，符合I E C 6 0 6 9 4标准对压力系统焊接提出的要求；

零部件质量的好坏直接关系到产品质量的好坏。由于 S F 环网柜都是免维护或少维护的开关设备，一旦密封箱体内的零部件有质量问题，则极有可能造成整台设备的报废。

( 2)用整体泄漏探测系统对每一个气室进行气体密封性检查，并将这种测试作为常规测试，其年

漏气率小于 1 . 0× 1 0。 6,因此，产品的服务寿命被大

大地延长，至少达 3 O年。

要保证零部件的质量，就要严格控制零部件的材料、加工工艺和检验方法，使其机械强度、电气性能等各方面参数均满足产品的要求。对需密封安装的零部件要进行更加严格的检查，整个装配过程则须进行更加严格的工艺过程控制和工序检验的控制，以保证装配的正确性和一致性。特别是要保

常用的 s F 气体检漏方法有两种：一是定性检漏，即查漏点；二是定量检漏，即密封 2 4 h后，通过测量其密封容积内的气体浓度来推算年泄漏率。 另外，还要考虑环境因素对密封性能的影响，如高温或低温条件下，密封性能是否满足要求。1 . 2气体水分含量

证密封箱体内的传动环节和触头表面的润滑应该是在整个产品寿命周期内永久有效，触头的接触压力应严格控制，开关主回路电阻值在寿命周期内满足产品技术要求。如西门子公司 8 D J 2 0环网柜内断路器或三位置开关机械动作所需的能量是通过气室壁的金属波纹管由外部输送到内部的。经试验证明， 该波纹管能可靠操作 1 0 0万次以上。

S F 气体水分含量是 S F 开关质量的主要检测指标之一，其大小直接影响了开关的绝缘水平。 S F 气体中的水分，当其含量低于该状态温度下的饱和值时，水分以气体状态存在于 s F 气体中。试验证明，此时 S F 开关的绝缘性能基本不受影响；

若气体水分含量超过饱和值时，部分水汽会凝结于开关内部的固体绝缘物的表面，进而降低其沿面闪络电压，对于负荷开关的灭弧性能也有影响。

2气体绝缘环网柜的使用技术在实际应用中，如何正确选用环网柜中的负

G B 5 0 1 5 0— 2 0 0 6《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定，有电弧分解的隔室水份含量不得超过 1 5 0 p p m,无电弧分解的隔室水份含量不得超过2 5 0 p p m。

荷开关和熔断器等技术参数，是关系到能否正常发挥环网柜作用、保证系统安全运行的关键问题。2 .1 负荷开关与限流熔断器的配合

在G B 1 6 9 2 6— 1 9 9 7交流高压负荷开关一熔断器组合电器中，将电流划分成 4个区域，即工作电流区 (

I)、过负荷电流区 (Ⅱ)、转移电流区 (Ⅲ) 和限流区 ( 1 V)。在每一个区域内，都明确规定了负荷开关与熔断器之间的配合。在 (I)、(Ⅱ)区域内，由负荷开关三相开断并熄弧；(Ⅲ )区内，熔断器和负荷开关共同完成开断任务，其在三相电路中熔断器首先开断故障电流，触发撞击器，并熄弧， 负荷开关在撞击器作用下断开，熄灭另两相的电流；( V )区内，由熔断器熄灭大于转移电流的故 I障电流，负荷开关被撞击器撞开，但不开断电流。

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