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發布時間：2021-11-02 10:34:31
什么是充氣柜？
充氣柜便是戶內交流高壓氣體絕緣金屬關閉開關設備是新一代的開關成套設備，主開關既可以用永磁安排的真空斷路器也可以用彈簧安排的真空斷路器，整柜選用空氣絕緣與六氟化硫氣體隔室相結合的計劃，既緊湊又可擴大，適用于配電自動化。
充氣柜具有結構緊湊、操作靈敏、聯鎖安穩等特征，對各種不同的運用場合（特別是環境惡劣的場所）、不同的用戶要求均能供給令人滿意的技術計劃。傳感技術和最新保護繼電器的選用，加上先進的技術功用及輕便靈敏的裝置計劃，完全可以滿意用戶不同的需求。充氣柜適用于電力體系的小型二次變電所、開閉所、箱式變電站、住宅小區、工礦企業、大型商場，特別適用于機場、地鐵、鐵路等對用電要求較高的場合。
充氣柜的工作環境
a、周圍空氣溫度：最高40℃，（24h平均值不超越35℃），最低-25℃；
b、海拔高度：不超越3000m（超越3000m時與出產廠家和諧）；
c、空氣濕度：日相對濕度平均值不大于95%，月相對濕度平均值不大于90%；
d、在二次體系中感應的電磁干擾的起伏不超越1.6kv。
充氣柜的特征
a、柜體結構：充氣隔室選用3～5MM厚不銹鋼板，經數控機床加工后選用焊接機器人焊接而成，焊接變形少，氣密性好，其余隔室選用優質冷軋鋼板，經數控折彎后焊接而成，具有精度高、強度好的特征；各功用單元均為獨立模塊，組裝極為便當。柜體各密封隔室設有獨立的泄壓通道，最大極限地確保人身安全和設備工作。
b、適用規范：GB/T11022-2011《高壓開關設備和操控設備規范的一起技術要求》；GB/T3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金屬關閉開關設備和操控設備》；
c、防護等級：充氣隔離為IP67；低壓柜體為IP4X。
設備的采購關鍵
我國地勢西高東低，山地約占33%，高海拔區域約占26%，青藏高原平均海拔4000m以上，其以北和以東眾多的高原及盆地多為海拔1000m至2000m。高海拔區域氣候雜亂多樣，時受濕潤、凝露、鹽霧和颶風的侵襲;加之西部大開發今后，日益興旺發達的工業和交通等，也使電網開關設備極易產生污穢和腐蝕。配電網上運用的傳統空氣絕緣開關設備，受此環境條件的約束，已不能滿意要求，開端逐步更新換代。12kV的柜式氣體絕緣金屬關閉開關設備(以下簡稱充氣柜)，雖然在我國起步才幾年，但因為具有占地面積小、智能化程度高、免保護、全工況等特征，使其逐步成為一個新的挑選。近幾年，四川和云貴等地相繼安排過幾回較大規劃的電網開關設備改造，將傳統的15-20年的更新周期一舉改變為連續頻頻的更新。尤其是一些新開工的電網工程，從規劃源頭抓起，挑選配備12kV的充氣柜，以滿意在必定時間內仍能正常運用的必備條件。目前，充氣柜在冶金、石化、礦山、開發區、城市軌道交通和高層建筑等規劃內的運用越來越多。
充氣柜的運用現狀與挑選
1型式的挑選
⑴進口產品的干流選型
用戶選型最多的是柜式充氣柜，約占總需求量的70%-85%;其次是筒式，如SIEMENS和AREVA的產品，就同72.5kV以上的GIS類似。挑選首要會集在市場占主導地位的排名前8位產品上，如德國SIEMENS、ABB和AREVA(原Alstom)，馬來西亞泰高(TAMCO)，韓國現代南自，日本AE。這些廠家在國內都有自己的公司或合資公司，其產品現已系列化，且擺脫了許多規劃常規和習慣的束縛，構成了自己獨特的規劃思維和規劃風格。如歐洲一些公司的充氣柜就頗為引人注目，既適合雜亂的網絡節點或用戶終端的要求，又滿意了各種二次變電站對緊湊型開關柜靈敏運用的需求，使問津用戶日漸增多。此外，因為我國電網的質量還達不到世界一流要求，電網的不安穩性就要求充氣柜進步額外參數，加強產品的絕緣，現時用戶在10kV供電網絡上運用的充氣柜，多挑選12kV額外電壓的開關設備
⑵國產產品的干流選型
因為充氣柜對工藝配備要求極高，加工難度很大，目前國內企業經過引入、消化、合作，開宣布一批適用型的柜式充氣柜，不只經過了型式試驗，而且進入批量出產，有的已構成系列化，如西高所、西安森源、鎮江龍源，以及天水長城、上海天靈(見表2)、廣東順德等，其間選用密封壓力體系和保護測控技術，以及運用絕緣老化在線檢測技術和溫升無線傳感技術，使充氣柜狀態監測和毛病診斷技術得到質的進步的新產品，遭到格外的重視。
2結構的挑選
因為不同廠家不同類型的開關柜在外形和結構等方面存在較大的差異，用戶的挑選原則也各有偏重。其間，一個一起的重視點是用戶的母線結構對12kV的充氣柜的全體結構有約束要求，因此在選購時更垂青將充氣柜技術與常規開關技術有機結合并發展的產品，為使母線在現場便于裝置，都會順應自己的母線結構來確認。按一次主回路中的母線、隔離開關和斷路器三個首要模塊之間的相對方位，劃分為三種類型結構：
⑴上中下安置
這是運用插接式固體絕緣母線和充氣母線室+母線連接器結構的挑選，其典型產品是日本三菱的HS-X12
⑵下中上安置
這是運用充氣母線室+母線連接器結構的挑選，其典型產品是上海天靈的N2S、ABB的ZX1.2，這種安置完成雙母線不太便利。
⑶后中前安置
這是運用氣體絕緣母線和充氣母線室+母線連接器結構的挑選，其典型產品是ALSTOM的WS
3功用的挑選
⑴絕緣水平及體積
國外的充氣柜依據IEC規范確認絕緣水平，一次主回路和隔離斷口的耐壓值較國內產品低，因國內產品既要符合IEC規范，還需達國標。國內外產品體積差異也較大，國內產品相間、相對地及爬電距離較大，且體積較大，質量較重。高原用戶多挑選性價比高的5類產品：
①在各氣室、柜體間、電壓互感器和避雷器等高壓元件連接上，選用新型的固體界面絕緣插接技術的產品。
②運用固體絕緣母線或充氣母線室+母線連接器，現場裝置已不需求抽真空充氣的產品。
③簡化一次主接線，沒有了線路側隔離開關的產品。
④許多運用電流/電壓傳感器、方位傳感器、密度傳感器等的產品。
⑤把PT裝置在開關柜頂上，省掉了一個PT柜的產品。
⑵載流能力
國外的充氣柜額外電流遍及都較高，如ABB的ZX2和西門子的8DA10的母線額外電流均達2500A，而國內基本上是1250A。其首要原因是受產品全體規劃水平尤其是散熱規劃水平的影響，以及受絕緣母線和電纜接插件本身通流能力的約束。而載流能力巨細往往左右著產品的挑選取向。
⑶系列化
國外大公司起步早，經過多年的開發已構成系列化產品，如ABB推出的ZXO、ZX1、ZX2等產品，主開關既可選負荷開關，也可選真空斷路器或SF6斷路器;主接線既有單母線計劃，又有雙母線計劃，適合用戶的多種需求。國產的品種就比較單一，挑選的地步較小，一些廠家的產品系列化還尚有時日。
⑷制作工藝
中外主導廠商紛紛選用現代化的加工配備、加工工藝和焊接工藝。如選用SF6氣體較多的歐洲產品，他們具有先進的充氣罐和一流的質量監控技術，箱式殼體選用機器人焊接，無漏氣，占地面積很小。國內的干流廠商也奮起迎接挑戰，運用先進的板材下料、折彎和焊接設備，密封箱體選用薄型不銹鋼焊接結構，運用激光焊接、氦質譜檢漏等技術，使密封箱體的精度和剛度進步，漏氣率降低。從而，把柜體結構發展為有靈敏組合、功用更好的鎧裝式柜體，各氣室都是獨立的，斷路器氣室、母線氣室構成積木式結構，使單母線和雙母線組合靈敏。
運用效果與缺陷
1運用的效果顯著
⑴適用功用強
我國西部區域遍及遭到高海拔、凝露、鹽霧和污穢等外界環境條件的影響，還有如今越來越多的要求高安穩性電力配送，但是空間狹小的高層建筑、會集的工商業區和軌道交通等建造工程，充氣柜已成為最佳的配電設備。它不但不存在大氣狀態的影響，而且柜型外殼體積很小，節省了占地面積更利于布局，與周圍環境在巨細和外觀等方面愈加協調，愈加相習慣，使工程建造的歸納經濟效益非常顯著。在各個區域城市的城網升級和增容工程中選用了充氣柜，帶來更好的收益。
⑵裝置功用好
充氣柜將各種高壓元件組成若干規范模塊，經過組合可以滿意各種主接線的要求，滿意各種不同運用場合的需求。它全體運輸到現場，成套吊裝就位，裝置時可不觸及SF6氣體的處理。還可很便利地經過預留的電纜插座，添加進出線電纜的數量進行擴容，或添加柜子向柜體的一邊或兩邊進行擴展。高壓元件設置在箱形的充氣殼體內，更易于選用電纜作為電源的引入和引出，更便利與變壓器的連接和安置，還不受空間的約束，更容易組成體系。
⑶安全功用大
因充氣柜主回路的導電部分密封于SF6等絕緣氣體中，且高壓帶電導體關閉，使其具有安穩性高和適合頻頻操作的長處，滿意了電網變電所負荷急劇添加運轉導致大額外電流、大短路開斷電流，以及頻頻操作、低過電壓等技術的需求;還能準確地承受和分配電能，對電路實行有效的操控和保護及檢測。如杭州的用戶在運用充氣柜時均沒有發現觸電和火災的危險產生，確保了設備和操作人員的安全。
⑷保護功用高
因充氣柜各種高壓元件或用氣體密封，或以金屬關閉，零部件無腐蝕、生銹現象，也沒有由此造成的操作和導電的影響，需求維修的工作量很小。選用的真空斷路器壽數長，功用安穩，也可免保護或少保護。
2運用的首要缺陷
⑴產需兩邊對接不行穩妥
①有的廠家還處在20世紀90年代初的水平，出產12kV的充氣柜只是在早期40.5kV的充氣柜基礎上，將40.5kV的部件更換為12kV的相應部件，而柜體外形減小量不大，甚至就沒有改變，這樣的產品相比之下就很顯遜色。
②12kV的充氣柜市場售價過高，還不被并不必定要運用充氣柜的用戶所承受。估計其歸納本錢為正常柜子的1.5倍，但現在多數仍為3倍左右，價格為適當一部分用戶不能承受。
③許多產品還處于不完善的發展期，如以壓縮空氣作為充氣介質,因為其壓力與SF6的壓力相差許多,有或許導致選用原料的改變,從而導致設備的功用改變。再如，依據GB3906─1991國家規范產品供電連續性最高級別為LSCB2級,而50%的充氣柜仍選用單氣室,就勢必要改為雙氣室。
⑵廠商配套服務沒有跟上
①因為一些12kV的充氣柜出產廠家夸張宣揚產品功用，加之規定檢修周期的延伸和體系停電檢修困難，使一部分用戶放松了檢修和管理，設備帶病運轉的情況時有產生，以致開關柜絕緣被擊穿。
②出產廠家出于競爭的考慮，構筑的技術壁壘本無可厚非，但用戶購買產品時，只是拿到一本通用型的扼要運用說明書，缺少一本權威的12kV的充氣柜檢修工藝指導書，妨礙了用戶運用和檢修技術的進步。
③不同出產廠家的設備種類配件有差異，檢修運用的備品配件難配發，同種類型不同廠家的檢修工藝及技術規范不統一，且各用戶的裝置安置方式不同，特別是有的產品質量存在先天缺乏。如日韓的產品較多選用笨拙的鑄造罐加焊接，占地面積大，因鑄造工藝精度較難確保，漏氣點較多。
充氣柜的改造與展望
1要為預裝式變電所做好產品配供
近年來，我國西部高海拔區域城網改造和農網的終端12kV變電所中越來越多地選用了預裝式變電所，既便于建造裝置，又不需建房占用過多的土地。其技術參數和功用，以及充氣柜等首要設備，多數是按照國家規范GB/T17467??—1998規定來要求，促進了電網技術配備的進步，因此倍受運轉部分的歡迎。但也有一些12kV預裝式變電所的高壓配電裝置及歸納自動化體系，運用一個共用的外殼，或許一組外殼關閉起來，其高壓開關設備等首要元件內在與國標GB/T17467-1998規定相距較大。現在，用戶遍及對12kV的充氣柜機械壽數、電器壽數提出了新的要求。所以，其出產廠商不只要對產品規劃、質量操控、制作水平嚴厲挑選;還要在工程規劃中，關于技術參數、機械特性、操作方法等的裝備，必須遵循國家相關技術規范的規定，以推進電氣工程全體水平的進步。
2要為電網自動化供給智能化產品
我國西部高海拔區域電網的智能化改造步伐日益加速，在電氣工程規劃中對開關設備的裝備都表現出極強的超前意識，去年選購智能型充氣柜的客戶就比上年添加一成多。用戶喜愛能完成狀態監測、建立計算機輔佐保護體系和毛病診斷體系的產品，因它記錄的運轉參數可供給避免誤動作或保護辦法的信息，有助于避免突發的和費用較大的毛病。而現時充氣柜關于狀態檢修在線監測功用尚顯缺乏，如導體溫度、分合閘線圈斷線、內絕緣凝露、機械特性和部分放電等，有待進一步的研制進步，以習慣配電網自動化和免保護的新需求。
3要為添加社會效益多產環保型產品
因為充氣柜常用的充氣介質SF6歸于溫室氣體,其運用量應盡或許削減。日本東芝公司現已研制出壓縮空氣作為充氣介質,也有的干流廠商不再選用高壓力，改用小于0.25MPa(20℃時的絕對值)的SF6氣體，也有的選用N2和SF6+N2混合氣體。這是發展方向，理應趕快研制這類特征產品。還要降低帶電場操控元件的絕緣子尺寸，進步其澆注工藝水平，趕快攻克資料、工藝方面的難題。絕緣環氧樹脂也急需更新換代，加速研制低介電常數、耐熱性及強度等均杰出的樹脂。別的，要經過模塊化規劃和專業化出產，使充氣柜的本錢之比降低到1.5:1左右。
4要為不同區域電網添加專用型產品
高海拔區域12kV的電網需求相習慣的專用型充氣柜，而市面上清一色的普通開關設備，明顯不能滿意需求。呼請出產廠商趕快在規范系列之外增加一些習慣各種運轉環境及各運轉部分的個性化產品系列，并對開關柜的絕緣留滿足的裕度，甚至從頭規劃柜形，這樣就不必因為在現有柜形的約束下改進絕緣辦法，因此更能確保產品的質量，這種富有針對性的產品肯定大有市場。固然，其內容相對較廣，開發的難度較大，但隨著現代電網的發展和科技進步，勢必迎來一個較為完善的智能化、專用型、系列化的充氣柜運用與發展的喜人局面。
