非充SF6氣體充氣柜

1、非充SF6氣體充氣柜(C-GIS)提要：SF6氣體一直用作高壓開(kāi)關(guān)的滅弧和絕緣介質(zhì)。但由于SF6氣體被定為受限制的溫室氣體，因而在高壓開(kāi)關(guān)行業(yè)，應(yīng)盡量減少SF6氣體的用量和排放量，或采用其他介質(zhì)取代SF6氣體。在C-GIS中雖多數(shù)仍使用具有優(yōu)異滅弧和絕緣的SF6氣體，但也出現(xiàn)了非SF6氣體充氣柜,如用氮?dú)饣蚣訅焊稍锟諝馊〈鶶F6氣體。本文介紹非充SF6氣體充氣柜的新產(chǎn)品、新結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：充氣柜(C-GIS)氮?dú)飧稍锟諝?1充氮充氣柜（N2S） 上海希捷愛(ài)斯電氣公司專業(yè)生產(chǎn)氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜。充氣柜電壓等級(jí)為12kV、24kV、40.5kV。其中12kV級(jí)充氣柜用氮?dú)饨^緣，24kV級(jí)用SF6+N2

2、混合氣體絕緣，40.5kV級(jí)用SF6氣體絕緣。 這里介紹充氮（N2）的12kVN2S充氣柜。 該產(chǎn)品特點(diǎn)如下： 1）環(huán)保型開(kāi)關(guān)柜12kV開(kāi)關(guān)柜使用非SF6氣體； 2）緊湊型開(kāi)關(guān)柜12kV、24kV/1250A開(kāi)關(guān)柜柜體寬僅500mm； 3）金屬鎧裝密封，高壓部件防水、防塵，不受環(huán)境影響，不受海拔影響，完全免維護(hù)；采用永磁或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)；固封極柱真空滅弧室，零部件大大減少；4）模塊化氣箱結(jié)構(gòu)，母線氣箱、母聯(lián)氣箱與斷路器氣箱可分離，增加運(yùn)行的安全性和靈活性；柜間使用母線聯(lián)結(jié)器連接，不用在現(xiàn)場(chǎng)充放氣；不用移開(kāi)相鄰的其它開(kāi)關(guān)柜，即可移出整個(gè)開(kāi)關(guān)柜；主母線不停電即可更換斷路器氣箱； 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備

3、網(wǎng)5）世界一流的制造技術(shù)，激光焊接、激光切割、氦檢漏；主要元器件德國(guó)進(jìn)口，加工設(shè)備德國(guó)進(jìn)口、德國(guó)驗(yàn)收，嚴(yán)格執(zhí)行來(lái)自德國(guó)的生產(chǎn)工藝。 該產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) N2S充氣柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。該產(chǎn)品為雙氣室。母線、三工位開(kāi)關(guān)和真空斷路器為下、中、上布置。 1-控制室；2-保護(hù)控制單元；3-真空斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)；4-真空斷路器；5-控制室門；6-斷路器氣箱充氣和壓力檢測(cè)閥門；7-斷路器氣箱；8-三工位開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)；9-母線氣箱充氣和壓力檢測(cè)閥門；10-三工位開(kāi)關(guān)；11-主母線；12-母線氣箱；13-前蓋板；14-柜體框架；15-電壓互感器；16-上泄壓口；17-內(nèi)置式電流互感器（

4、可選）；18-支母線；19-內(nèi)錐電纜插座；20-堵頭；21-進(jìn)出線電纜；22-電流互感器件（可選）；23-后蓋板；24-下泄壓口 圖1內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2 C-GIS2100型24kV充氣柜 富士公司于2002年4月開(kāi)發(fā)出C-GIS2100型24kV壓縮空氣充氣柜。該產(chǎn)品采用0.05MPa（表壓）的壓縮空氣絕緣。 為了研制壓縮空氣充氣柜，研究了如下課題： （1）選用加壓干燥空氣 該公司分別對(duì)壓縮空氣和氮?dú)膺M(jìn)行了研究，最終選用了依靠電暈改善而確保高耐壓能力的壓縮空氣。 （2）優(yōu)化絕緣性能 除采用壓縮空氣絕緣外，還采用包覆絕緣、隔板絕緣和半固體絕緣。 （3）確保氣密性 以前用SF6氣體時(shí)，可通過(guò)檢測(cè)空氣

5、中是否存在SF6氣體來(lái)確認(rèn)是否漏氣。使用壓縮空氣的充氣柜就要使用氦氣（He）檢漏。氦氣的分子直徑為21.8m,而SF6為60m。 （4）加壓干燥空氣中絕緣件的穩(wěn)定性 在加壓干燥空氣中，氧氣濃度比大氣壓下高。為了弄清氧氣濃度對(duì)絕緣件的影響，在大氣壓下和加壓下（0.2MPa）(abs)分別對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂和聚碳酸脂進(jìn)行了加速老化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明，環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)過(guò)1000h以后，彎曲強(qiáng)度并沒(méi)有加速下降，聚碳酸脂經(jīng)過(guò)1200h后也未發(fā)現(xiàn)絕緣強(qiáng)度下降。 （5）抗內(nèi)部電弧性能 在故障電弧作用下，壓縮空氣箱體內(nèi)的壓力上升，要比SF6速度快，因?yàn)榭諝獾谋葻崾荢F6的1/4。為此，壓縮空氣C-GIS2100型充氣柜設(shè)置

6、釋壓裝置，可防止故障擴(kuò)大。釋壓裝置設(shè)置在箱體的頂部，從頂部排放氣體。 表2同時(shí)給出C-GIS2000型和C-GIS2100型充氣柜主要參數(shù)，以資比較。 C-GIS2000型和C-GIS2100型充氣柜的結(jié)構(gòu)和外形尺寸見(jiàn)圖2。 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備網(wǎng)3壓縮空氣絕緣的24kV小型充氣柜 日本日新電機(jī)公司基于豐富的GIS經(jīng)驗(yàn)，最新開(kāi)發(fā)并產(chǎn)品化了可靠性高，占地面積小，干燥空氣絕緣的24kV小型氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備（XAE2V） （1）開(kāi)發(fā)原理 受變電設(shè)備的小型化，不僅可以降低包括建筑物在內(nèi)的受變電設(shè)備的總成本，而且從產(chǎn)品壽命評(píng)估角度看，還有助于減少環(huán)境負(fù)荷。 該公司的XAE2V型GIS采用了下述創(chuàng)新的技術(shù)

7、：1）0.5MPa高氣壓干燥空氣絕緣方式（該公司原來(lái)GIS的氣體壓力為0.05MPa）； 2）最新開(kāi)發(fā)的薄型旋轉(zhuǎn)三工位隔離開(kāi)關(guān)/接地開(kāi)關(guān)； 3）固體絕緣母線； 4）真空斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、避雷器等主要元件高度集中配置。 （2）主要額定值表3示出了主要額定值 （3）結(jié)構(gòu) XAE2V型GIS的母線部分元件、開(kāi)斷部分元件、進(jìn)線部分元件分別放置在各自的圓筒容器中，將各圓筒容器組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)回路(單元)。一個(gè)單元進(jìn)行組裝時(shí)，將放置各元件的圓筒容器由下側(cè)依次連接，圓筒容器之間用螺栓緊固。主回路導(dǎo)體中稱為電連接的導(dǎo)體連接部位的觸頭側(cè)可插入觸座側(cè)，從而簡(jiǎn)化了裝配作業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)單元的下部為母線部分，上部為

8、受電電纜進(jìn)線部分，受電電纜無(wú)論是上側(cè)（頂面）進(jìn)線，還是下側(cè)（底面）進(jìn)線，均能適應(yīng)，并且受電電纜還可以正面引出，安裝在GIS背面上，或采取安裝在GIS各單元的背面等布局。代表性受電單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)圖4為平面結(jié)構(gòu)圖，圖5為動(dòng)作原理圖。在同一平面上配置了3相，固定側(cè)導(dǎo)體用一個(gè)3相共用的絕緣件支撐著。固定在其外側(cè)驅(qū)動(dòng)齒輪上的絕緣件與可動(dòng)側(cè)導(dǎo)體相配合，依靠齒輪的旋轉(zhuǎn)，以鉸鏈為中心讓可動(dòng)側(cè)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)。圖5中，齒輪逆時(shí)針動(dòng)作時(shí)隔離開(kāi)關(guān)“合”，順時(shí)針動(dòng)作時(shí)接地開(kāi)關(guān)“合”，正中間位置時(shí)隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)一起“分”，用1臺(tái)操動(dòng)機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)3種狀態(tài)位置。因旋轉(zhuǎn)三工位隔離開(kāi)關(guān)/接地開(kāi)關(guān)為薄形圓柱形狀，故可以有效地利用圓筒容器空間，與原來(lái)的GIS用三工位隔離開(kāi)關(guān)/接地開(kāi)關(guān)相比，除操動(dòng)機(jī)構(gòu)外，所占空間只為原來(lái)的15%，高度縮小到原來(lái)的50%。 與操動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接為一種直連式結(jié)構(gòu)。還有，因?yàn)槭且环N依靠齒輪的傳遞方式，故動(dòng)作時(shí)的誤差非常小，即使多次動(dòng)作，也不會(huì)