隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，對(duì)供電的可靠性、連續(xù)性的要求越來(lái)越高，高性能的環(huán)網(wǎng)配電、多回路配電、開(kāi)閉所等已成為二次配電系統(tǒng)中不可替代的重要設(shè)備，特別是緊湊型、可擴(kuò)展的充氣柜已成為二次配電系統(tǒng)中的主導(dǎo)設(shè)備。
    氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備是近十幾年來(lái)
    發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)系列化產(chǎn)品并逐漸
    成為金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。隨著高度信息化社會(huì)的發(fā)展，要求高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性也愈加顯得突出。12 kV SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備即是應(yīng)這一要求發(fā)展起來(lái)的高可靠，免維護(hù)、可擴(kuò)展、模塊化，小型化的開(kāi)關(guān)設(shè)備。
    SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(簡(jiǎn)稱GIS)是一種封閉式組合電器，它以SF6氣體為絕緣介質(zhì)，將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、套管或電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼內(nèi)。將常規(guī)的GIS技術(shù)向中壓領(lǐng)域擴(kuò)展，把GIS技術(shù)與常規(guī)開(kāi)關(guān)柜技術(shù)相結(jié)合、用低壓的SF6氣體、N，或混合氣體(SF6+N：)作為中壓金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣介質(zhì)而派生的系列化產(chǎn)品稱為箱式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，簡(jiǎn)稱C - GIS或充氣柜。
與常規(guī)的開(kāi)關(guān)設(shè)備相比，其最大的特點(diǎn)是將高壓元件和帶電體都密封在充有絕緣氣體的氣箱內(nèi)，對(duì)外的連接采用全絕緣和防觸電的電纜插接件實(shí)現(xiàn)，從而使帶電體與外界隔離而不受環(huán)境影響。
結(jié)構(gòu)原理
    SF負(fù)荷開(kāi)關(guān)及接地開(kāi)關(guān)置于充氣的完全密封的不銹鋼箱體內(nèi)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式三工位，具有合一分一接地三個(gè)位置，負(fù)荷開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭在任一時(shí)刻只能處于一種狀態(tài)：負(fù)荷開(kāi)關(guān)合閘狀態(tài)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)分閘但不接地狀態(tài)或接地開(kāi)關(guān)接地狀態(tài)。這樣的設(shè)計(jì)使開(kāi)關(guān)變得簡(jiǎn)單，限流熔斷器下端的接地開(kāi)關(guān)與上述三工位開(kāi)關(guān)是聯(lián)動(dòng)的，即同時(shí)完成合閘和分閘，以確保熔斷器的更換和維護(hù)變得安全。開(kāi)關(guān)靜觸頭上裝有金屬柵，且呈曲線形，以使滅弧時(shí)游離效果最佳。為優(yōu)化箱內(nèi)電場(chǎng)分布，主母線設(shè)計(jì)為帶圓角的矩型銅排，環(huán)網(wǎng)回路母線和變壓器回路母線分別為咖20 mm和咖10mm的銅棒。
    SF。負(fù)荷開(kāi)關(guān)將采用磁吹電弧式滅弧技術(shù)，滅弧室為柵欄式。分閘時(shí)，動(dòng)靜觸頭分離瞬間產(chǎn)生電弧，隨著動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)靜觸頭之間的距離變大，電弧拉長(zhǎng)，由于電弧電流作用，在鐵質(zhì)的柵欄片中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電弧磁場(chǎng)極性相反，把電弧引入滅弧室內(nèi)；電弧產(chǎn)生的磁場(chǎng)力也把電弧推向滅弧室，形成一種磁吹。電弧吹向滅弧室被柵欄片截成數(shù)段（將整個(gè)電弧分解成許多短�。�，在柵欄片中遠(yuǎn)動(dòng)拉長(zhǎng)，使電弧加快冷卻；同時(shí)電弧在SF氣體中燃燒，消游離作用加強(qiáng)。因SF。氣體的介質(zhì)恢復(fù)速度特別快，當(dāng)電流過(guò)零時(shí)，電弧很快熄滅。
    由于SF。氣體具有特異的熱化學(xué)性和強(qiáng)電負(fù)性，因此SF。開(kāi)關(guān)具有電弧電壓低，電弧能量小，過(guò)電壓低，易于熄弧，開(kāi)關(guān)觸頭不需維護(hù)等特點(diǎn)。
熔斷器密封倉(cāng)（見(jiàn)附圖）及套管采用環(huán)氧注射加工工藝，制品表面無(wú)收縮痕跡，機(jī)械、電氣性能好，尺寸精度高。其中熔斷器密封倉(cāng)伸入氣箱內(nèi)，與氣箱間用密封圈進(jìn)行密封，另外絕緣筒內(nèi)設(shè)金屬屏蔽，均勻電場(chǎng)，提高耐壓水平。
    熔斷器置于熔斷器密封倉(cāng)內(nèi)，熔斷器有一撞針，當(dāng)出現(xiàn)短路故障熔斷器熔斷時(shí)，釋放的能量使撞針彈出，驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的脫扣器，使開(kāi)關(guān)跳閘，并作出熔斷器熔斷指示。
    聯(lián)鎖裝置靈活、可靠、完備，能確保操作的正確性。操作機(jī)構(gòu)采用雙（單）盤簧設(shè)計(jì)。操作振動(dòng)小，穩(wěn)定性高，壽命長(zhǎng)。開(kāi)關(guān)可加裝電操機(jī)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。
    擴(kuò)展方便（頂部插接），且能保證全絕緣性、全密封性等優(yōu)點(diǎn)。
    開(kāi)關(guān)底部設(shè)有壓力釋放裝置，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，壓力氣體沖破泄壓片排出，安全可靠。
    電纜進(jìn)出線均采用全絕緣和防觸電的電纜插接件實(shí)現(xiàn)，在電纜室中可安裝電流互感器。電流互感器采用環(huán)芯式互感器，取代普通的環(huán)氧樹脂澆注的互感器。關(guān)鍵工藝
    充氣柜是實(shí)現(xiàn)城市12 kV環(huán)網(wǎng)接線模式的典型產(chǎn)品。SF6開(kāi)關(guān)技術(shù)是無(wú)油化開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)之一。但它必須依靠先進(jìn)的工藝技術(shù)和裝配水平來(lái)保證其制造質(zhì)量。籍體焊接、密封、環(huán)氧加工、機(jī)加工、裝配等工藝是直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵工藝。
    1．箱體焊接工藝
    沖氣柜箱體采用不銹鋼板焊接而成的全密封式結(jié)構(gòu)，有的箱體己不用密封圈密封而直接用氣密焊接的方法密封，氣密性可保證30年不補(bǔ)氣。氣箱的焊接是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序。焊接要保證箱體的強(qiáng)度和精度，更要保證箱體的氣密性�，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)一般采用氬弧焊或氣體保護(hù)焊。焊接時(shí)采用專用夾具保證焊接精度。箱體的前后箱板焊接時(shí)先采用夾具定位、夾緊，多點(diǎn)定位焊后再進(jìn)行連續(xù)焊接，以減少焊接變形。焊接時(shí)要嚴(yán)格控制焊接速度、焊接電流及氬氣的流量。國(guó)外一些公司大規(guī)模生產(chǎn)多采用更為先進(jìn)的激光焊接方式。激光焊接效率高，變形小，降低了人為因素造成的缺陷，適合規(guī)�；�生產(chǎn)。但激光焊接對(duì)箱體的結(jié)構(gòu)形式、不銹鋼板的下料精度、焊接夾具設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
2、密封工藝
  影響氣密性的地方主要有三處：箱體的焊接、操作板軸承的動(dòng)密封、熔斷器壓板和進(jìn)出線套筒壓板的靜密封。除焊接部位外，氣箱其他密封處均采用
“0”形密封圈密封，其材料、直徑、截面經(jīng)精心設(shè)計(jì)配合驗(yàn)證，保證其壓縮量及耐老化性能在最佳范圍內(nèi)，具有永久變形小，耐氣候老化性能好等特性。
   密封表面的要求：密封表面不能有劃傷痕跡，密封槽及法蘭平面不能生銹；密封槽面的修磨或拋光應(yīng)至少達(dá)到0.8的表面粗糙度。密封表面的處理：用丙酮或香蕉水清洗密封槽面，再用無(wú)纖維的高級(jí)衛(wèi)生紙反復(fù)擦至清潔為止，然后再擦“0”形密封圈，分別在密封面及槽面內(nèi)涂適當(dāng)?shù)拿芊庵�，然后放入槽�?nèi)，硅脂不要流入氣箱內(nèi)與SF6氣體接觸的部位，封裝用力矩扳手均勻按緊螺母。
3、機(jī)加工工藝
   電極表面形狀和表面粗糙度、箱體的焊渣、表面劃痕與加工部件的毛刺、尖角對(duì)氣體的絕緣特性影響很大。SF。氣體中電極電暈起始電壓受電極表面狀態(tài)的影響較大，零件表面粗糙度的增大和曲率半徑的減小均會(huì)導(dǎo)致間隙擊穿電壓降低；此外導(dǎo)電微粒黏附在電極表面時(shí)，相當(dāng)于增大了電極表面粗糙度值，因此也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷航档�。密封面的加工精度和表面粗糙度�?duì)密封的可靠性影響較大，操動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件的加工質(zhì)量也直接影響到操動(dòng)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性。因此只有建立嚴(yán)格的加工工藝流程，才能真正保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
4、裝配工藝
  高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)SF6氣體中的水分含量如果超過(guò)一定數(shù)值將會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害。一是外界環(huán)境溫度急劇變化時(shí)將在絕緣材料表面形成凝露，導(dǎo)致絕緣沿面擊穿放電；二是水分與SF電孤分解物化合產(chǎn)生低氟酸等酸性物質(zhì)，嚴(yán)重腐蝕金屬和絕緣材料。為此充氣柜在裝配上采用了如下措施來(lái)控制設(shè)備內(nèi)SF6氣體中的水分含量。
    1)所有部件裝配前均應(yīng)進(jìn)行干燥清潔處理，使材料本身含水量減少到最低程度，且裝配環(huán)境要求密閉，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、氣壓可調(diào)，實(shí)行防塵管理。
    2)開(kāi)關(guān)內(nèi)部放置吸附劑（主要有活性氧化鋁和合成沸石）吸附氣體中的水分和SF6分解物。
    3)對(duì)成品進(jìn)行抽真空充氮?dú)馓幚恚�保證良好的氣密性以阻止外部大氣中的水分通道。
    裝配是該產(chǎn)品的一道關(guān)鍵工序，裝配質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。對(duì)該產(chǎn)品裝配的總要求是：潔凈的環(huán)境、規(guī)范的操作。這樣才能真正保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
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