12kV SF6氣體充氣柜的關(guān)鍵工藝

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產(chǎn)品技術(shù) 系統(tǒng)裝置
1 2 kV S■F■■■■●6■■■●氣■●●■l 體充氣柜的關(guān)鍵工藝
經(jīng)祉善障越來越求的性要的代替中統(tǒng)可不 的備設(shè)導(dǎo)主。
文／中國(guó)空分設(shè)備有限公司 陳志虎
文／杭州之江開關(guān)股份有限公司 梁相軍
的濟(jì) 高，要重
快 高 設(shè)
發(fā)速 能性 備，
—
_：．-體絕緣金屬展封
，
閉的開特關(guān)設(shè) 備是近十幾年來 閘和分閘，以確保熔斷器的更換和維護(hù)變得安全。
— 1 發(fā)展起來的高新環(huán)技別術(shù)系 列化產(chǎn)品并逐漸 開關(guān)靜觸頭上裝有金屬柵，且呈曲線形，以使滅弧
城 網(wǎng) 是
、‘成為金屬封閉開關(guān)設(shè)備的一個(gè)重要組成 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)
負(fù)電用市 多電配、型湊緊、
部分。隨著高度信息化社會(huì)的發(fā)展，要求高壓開關(guān) 計(jì)為帶圓角的矩型銅排，環(huán)網(wǎng)回路母線和變壓器回
設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性也愈加顯得突出。l2 kV SF6 路母線分別為 20ini／1和 10ini／1的銅棒。
氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備即是應(yīng)這一要求發(fā)展起 SF 負(fù)荷開關(guān)將采用磁吹電弧式滅弧技術(shù)，滅
荷 回 可
來的高可靠、免維護(hù)、的可擴(kuò)路展擴(kuò)、 模塊化、小型化的 弧室為柵欄式。分閘時(shí)，動(dòng)靜觸頭分離瞬間產(chǎn)生電
開關(guān)設(shè)備。 不 配 展 弧，隨著動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)靜觸頭之間的距離變大，
增斷 電、充的
sF 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(簡(jiǎn)稱GIS)是一 電弧拉長(zhǎng)，由于電弧電流作用，在鐵質(zhì)的柵欄片中
種封閉式組合電器，它長(zhǎng)以， s開F 氣氣體 為絕緣介質(zhì)，將斷 產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電弧磁場(chǎng)極性相反，
閉 柜
路器、隔離開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、套 把電弧引入滅弧室內(nèi)；電弧產(chǎn)生的磁場(chǎng)力也把電弧
對(duì) 所 已
管或電纜終端等電氣元供件封等閉成組 合在接地的金屬外 推向滅弧室，形成一種磁吹。電弧吹向滅弧室被柵
殼內(nèi)。將常規(guī)的GIS技電術(shù)向已中為壓 領(lǐng)域擴(kuò)展，把GIS 欄片截成數(shù)段(將整個(gè)電弧分解成許多短弧)，在柵
的 成 二
技術(shù)與常規(guī)開關(guān)柜技術(shù)相結(jié)合、用低壓的SF6氣體、 欄片中運(yùn)動(dòng)拉長(zhǎng)，使電弧加快冷卻；同時(shí)電弧在s
可 為 次
N，或混合氣體(SF6+靠N，)作二為配中 壓金屬封閉開關(guān)設(shè) 氣體中燃燒，消游離作用加強(qiáng)。因sF 氣體的介質(zhì)恢
備的絕緣介質(zhì)而派生的性系列次化電產(chǎn) 品稱為箱式氣體絕 復(fù)速度特別快，當(dāng)電流過零時(shí)，電弧很快熄滅。
配 系
緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，簡(jiǎn)稱C—GIS或充氣柜。 由于SF6氣體具有特異的熱化學(xué)性和強(qiáng)電負(fù)性，
連 電 統(tǒng)
與常規(guī)的開關(guān)設(shè)備續(xù)相比系，中其 最大的特點(diǎn)是將高 因此s 開關(guān)具有電弧電壓低，電弧能量小，過電壓
壓元件和帶電體都密封在充有絕緣氣體的氣箱內(nèi)， 低，易于熄弧，開關(guān)觸頭不需維護(hù)等特點(diǎn)。
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)， 熔斷器密封倉(見附圖)及套管采用環(huán)氧注射加
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)荷開關(guān)及接地開關(guān)置于充氣的完全密封
的不銹鋼箱體內(nèi)。負(fù)荷開關(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)荷開關(guān)合閘狀態(tài)、
負(fù)荷開關(guān)分閘但不接地狀態(tài)或接地開關(guān)接地狀態(tài)。
這樣的設(shè)計(jì)使開關(guān)變得簡(jiǎn)單，限流熔斷器下端的接
地開關(guān)與上述三工位開關(guān)是聯(lián)動(dòng)的，即同時(shí)完成合 附圖 熔斷器密封倉
94 l電氣時(shí)代2007年第8期維普資訊 http://www.cqvip.com
系統(tǒng)裝置產(chǎn)品技術(shù)
工工藝，制品表面無收縮痕跡，機(jī)械、電氣性能好， 操作板軸承的動(dòng)密封、熔斷器壓板和進(jìn)出線套筒壓板
尺寸精度高。其中熔斷器密封倉伸入氣箱內(nèi)，與氣 的靜密封。除焊接部位外，氣箱其他密封處均采用
箱問用密封圈進(jìn)行密封，另外絕緣筒內(nèi)設(shè)金屬屏蔽， “0”形密封圈密封，其材料、直徑、截面經(jīng)精心設(shè)計(jì)
均勻電場(chǎng)，提高耐壓水平。 配合驗(yàn)證，保證其壓縮量及耐老化性能在最佳范圍
熔斷器置于熔斷器密封倉內(nèi)，熔斷器有一撞 內(nèi)，具有永久變形小，耐氣候老化性能好等特性。
針，當(dāng)出現(xiàn)短路故障熔斷器熔斷時(shí)，釋放的能量使 密封表面的要求：密封表面不能有劃傷痕跡，
撞針彈出，驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的脫扣器，使開關(guān)跳閘， 密封槽及法蘭平面不能生銹；密封槽面的修磨或拋
并作出熔斷器熔斷指示。 光應(yīng)至少達(dá)到0．8“m的表面粗糙度。密封表面的
聯(lián)鎖裝置靈活、可靠、完備，能確保操作的正 處理：用丙酮或香蕉水清洗密封槽面，再用無纖維
確性。操作機(jī)構(gòu)采用雙(單)盤簧設(shè)計(jì)。操作振動(dòng) 的高級(jí)衛(wèi)生紙反復(fù)擦至清潔為止，然后再擦“0”形
小，穩(wěn)定性高，壽命長(zhǎng)。開關(guān)可加裝電操機(jī)構(gòu)，易 密封圈，分別在密封面及槽面內(nèi)涂適當(dāng)?shù)拿芊庵?br/>于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。 然后放入槽內(nèi)，硅脂不要流入氣箱內(nèi)與sF 氣體接
擴(kuò)展方便(頂部插接)，且能保證全絕緣性、全密 觸的部位，封裝用力矩扳手均勻按緊螺母。
封性等優(yōu)點(diǎn)。 3．機(jī)加工工藝
開關(guān)底部設(shè)有壓力釋放裝置，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障 電極表面形狀和表面粗糙度、箱體的焊渣、表
時(shí)，壓力氣體沖破泄壓片排出，安全可靠。 面劃痕與加工部件的毛刺、尖角對(duì)氣體的絕緣特性
電纜進(jìn)出線均采用全絕緣和防觸電的電纜插接件 影響很大。SF 氣體中電極電暈起始電壓受電極表
實(shí)現(xiàn)，在電纜室中可安裝電流互感器。電流互感器采 面狀態(tài)的影響較大，零件表面粗糙度的增大和曲率
用環(huán)芯式互感器，取代普通的環(huán)氧樹脂澆注的互感器。 半徑的減小均會(huì)導(dǎo)致問隙擊穿電壓降低；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
關(guān) 鍵 工 藝 糙度值，因此也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷航档?。密封面的?br/>充氣柜是實(shí)現(xiàn)城市12 kV環(huán)網(wǎng)接線模式的典型 工精度和表面粗糙度對(duì)密封的可靠性影響較大，操
產(chǎn)品。SF 開關(guān)技術(shù)是無油化開關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要 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
表現(xiàn)之一。但它必須依靠先進(jìn)的工藝技術(shù)和裝配水 穩(wěn)定性、可靠性。因此只有建立嚴(yán)格的加工工藝流
平來保證其制造質(zhì)量。箱體焊接、密封、環(huán)氧加工、 程，才能真正保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
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 4．裝配工藝
關(guān)鍵工藝。 高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)SF6氣體中的水分含量如果超
1．箱體焊接工藝 過一定數(shù)值將會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害。一是外界環(huán)境溫
沖氣柜箱體采用不銹鋼板焊接而成的全密封式 度急劇變化時(shí)將在絕緣材料表面形成凝露，導(dǎo)致絕
結(jié)構(gòu)，有的箱體已不用密封圈密封而直接用氣密焊 緣沿面擊穿放電；二是水分與SF6電弧分解物化合
接的方法密封，氣密性可保證30年不補(bǔ)氣。氣箱的 產(chǎn)生低氟酸等酸性物質(zhì)，嚴(yán)重腐蝕金屬和絕緣材料。
焊接是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序。焊接要保證箱體 為此充氣柜在裝配上采用了如下措施來控制設(shè)備內(nèi)
的強(qiáng)度和精度，更要保證箱體的氣密性?，F(xiàn)階段國(guó) s 氣體中的水分含量。
內(nèi)一般采用氬弧焊或氣體保護(hù)焊。焊接時(shí)采用專用 1)所有部件裝配前均應(yīng)進(jìn)行干燥清潔處理，使
夾具保證焊接精度。箱體的前后箱板焊接時(shí)先采用 材料本身含水量減少到最低程度，且裝配環(huán)境要求
夾具定位、夾緊，多點(diǎn)定位焊后再進(jìn)行連續(xù)焊接，以 密閉，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、氣壓可調(diào)，實(shí)行防塵管理。
減少焊接變形。焊接時(shí)要嚴(yán)格控制焊接速度、焊接 2)開關(guān)內(nèi)部放置吸附劑(主要有活性氧化鋁和合
電流及氬氣的流量。國(guó)外一些公司大規(guī)模生產(chǎn)多采 成沸石)吸附氣體中的水分和SF6分解物。
用更為先進(jìn)的激光焊接方式。激光焊接效率高，變 3)對(duì)成品進(jìn)行抽真空充氮?dú)馓幚?，保證良好的
形小，降低了人為因素造成的缺陷，適合規(guī)?；?氣密性以阻止外部大氣中的水分通道。
產(chǎn)。但激光焊接對(duì)箱體的結(jié)構(gòu)形式、不銹鋼板的下 裝配是該產(chǎn)品的一道關(guān)鍵工序，裝配質(zhì)量的好
料精度、焊接夾具設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 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
2．密封工藝 總要求是：潔凈的環(huán)境、規(guī)范的操作。這樣才能真
影響氣密性的地方主要有三處：箱體的焊接、 正保證產(chǎn)品的質(zhì)量。EA (收稿日期：2007．05．og)
電號(hào)時(shí)代2007年第8期 I g5