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高壓充氣柜是將高壓元件(如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)、互感器及母線等等)密封在充有較低壓力SF6氣體的關(guān)閉殼體內(nèi)的一種金屬關(guān)閉開關(guān)設(shè)備。
1982年西門子公司率先開發(fā)出SF6絕緣斷路器柜。之后各大知名公司相繼推出自己的產(chǎn)品，如ABB的Safe系列、施耐德RM6系列及阿爾斯通的FB系列產(chǎn)品。從國外來看充氣柜開展相當(dāng)快，制作廠家相當(dāng)多，并且運(yùn)用比較廣泛，已有相當(dāng)多的產(chǎn)品進(jìn)人國內(nèi)。而我國在充氣柜行業(yè)開展較晚，據(jù)我國高壓開關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國2001年的充氣柜產(chǎn)值為零,從2002年開始起步，2002年有兩制作廠家規(guī)劃、制作的產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)品的型式實(shí)驗(yàn)。與一般的空氣絕緣柜比較，高壓充氣柜柜體尺寸較小，運(yùn)轉(zhuǎn)不受外界環(huán)境(如凝露、污穢、小動(dòng)物及化學(xué)物質(zhì)等等)的影響，選用免保護(hù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，安全便利，可靠性高。在加工制作方面，高壓充氣柜比較一般的空氣絕緣柜具有更高的技術(shù)含量。
1高壓充氣柜的規(guī)劃
1.1外殼規(guī)劃要求
外殼需按中華人民共和國國家勞動(dòng)總局1981年頒布的《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》和按設(shè)備投產(chǎn)后不能復(fù)查的條件進(jìn)行規(guī)劃、制作，以確保資料、結(jié)構(gòu)、焊接工藝及查驗(yàn)等的安全可靠性。
因高壓充氣柜要接受很大的壓力，特別是在抽真空的時(shí)候，如果處理欠好變形的問題，很可能導(dǎo)致內(nèi)部零件的損壞，密封處也可能漏氣。外殼的規(guī)劃壓力，至少等于內(nèi)部毛病時(shí)氣體開釋前的壓力。殼體資料一般有兩種:一種為鋁筒式，另一為鋼板式。如西門子公司的8DA10/8DB10型為鋁筒式，8DC11型為鋼板式。對(duì)外殼和部件強(qiáng)度，不管是否經(jīng)過計(jì)算確認(rèn)，均應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的實(shí)驗(yàn)。為避免殼體的變形，可對(duì)殼體薄弱當(dāng)?shù)赜眉訌?qiáng)肋;在抽真空時(shí)選用等壓抽真空的方法，確保其殼體表里較小的壓力差，然后確保殼體的不變形。
1.2氣室的規(guī)劃
氣室的個(gè)數(shù)決定著充氣柜元件的布置方法。在規(guī)劃氣室時(shí)，氣室的個(gè)數(shù)要根據(jù)充氣柜需要完成的功用來確認(rèn)。關(guān)于一個(gè)氣室來說，結(jié)構(gòu)簡略，制作加工便利;但一個(gè)充氣室內(nèi)部元器件多，容易相互影響，然后影響可靠性。另外因-一個(gè)氣室殼體接受壓力的面積較大，殼體需要具有更大的承壓才能。而關(guān)于兩個(gè)氣室或多個(gè)氣室來說，因各個(gè)氣室完全獨(dú)立，可免除多元件的相互影響，安全性更高;單個(gè)氣室的接受壓力相對(duì)減小，但結(jié)構(gòu)相對(duì)雜亂，制作加工難度增加，成本也相對(duì)加大。
1.3焊接要求
殼體的焊接質(zhì)量要求嚴(yán)厲，可選用激光焊或氬弧焊。對(duì)焊接外殼的焊縫，除無法探傷部位外，要進(jìn)行無損探傷查看。關(guān)鍵部位焊縫以及兩種資料拼焊的焊縫需悉數(shù)進(jìn)行探傷，其他應(yīng)探焊縫長度不少于其對(duì)接焊縫總長度的20%。
1.4密封要求
高壓充氣柜的年漏氣率要求小于0.5%。漏氣率一直是各生產(chǎn)廠家和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)，一般高壓充氣柜的SF6充氣壓力都比較低，當(dāng)殼體SF6氣體壓力下降到殼體表里壓力持平時(shí)，好像氣體不存在泄露。但從浸透視點(diǎn)考慮，殼體內(nèi)SF6氣體濃度明顯高于殼體外，SF6氣體仍向外滲出;反之殼體外空氣濃度高于柜內(nèi)，空氣又將進(jìn)入柜內(nèi)。時(shí)間一長，盡管殼體表里壓力持平，但殼體內(nèi)氣體成分產(chǎn)生了改變，SF6氣體濃度減少，絕緣性能下降。然后導(dǎo)致事端的產(chǎn)生。高壓充氣柜一般選用焊接密封、密封圈密封和波紋管密封。因考慮到密封圈的緊縮量、壽數(shù)、老化及可靠性方面的因素，應(yīng)盡量少選用密封圈密封的方法。在選用焊接密封時(shí)，為確保焊縫的氣密性，至少要用氬弧焊或激光焊接設(shè)備進(jìn)行焊接。
SF6氣體檢漏一般有兩種方法:一是定性檢漏即查漏點(diǎn);二是定量檢漏，在密封24h后檢測殼體內(nèi)氣體濃度來計(jì)算年漏氣率。此外還要考慮環(huán)境對(duì)密封性能的影響，如高溫或低溫條件下密封性能是否滿足要求。
1.5壓力開釋設(shè)備
SF充氣柜要求裝設(shè)壓力開釋設(shè)備。壓力開釋設(shè)備的兩種方法:一種是以敞開壓力和閉合壓力表明其特征的壓力開釋閥;另一種是不能再閉合的壓力開釋設(shè)備，如防爆片。在外殼和緊縮氣體源固定銜接時(shí)，如不能依托所運(yùn)用的壓力調(diào)理設(shè)備來避免過壓力，應(yīng)裝設(shè)滿足尺寸的壓力開釋閥，以避免外殼內(nèi)壓力超越規(guī)劃壓力的110%。當(dāng)外殼和氣源不是固定銜接時(shí)，應(yīng)在充氣管路上裝設(shè)壓力開釋閥，以防外殼充氣時(shí)氣壓超越規(guī)劃壓力的110%。此閥亦可裝在外殼本體上，一旦壓力開釋閥動(dòng)作，在壓力降低到規(guī)劃壓力的75%曾經(jīng)應(yīng)從頭關(guān)閉。應(yīng)盡量運(yùn)用具有溫度補(bǔ)償?shù)膲毫τ?jì)，否則要考慮到壓力與溫度的聯(lián)系。在選用防爆片來開釋壓力時(shí)，與外殼規(guī)劃壓力的配合還應(yīng)考慮避免偶爾爆炸的可能性。
1.6接地要求
外殼應(yīng)能接地。凡不屬于主回路或輔助回路的預(yù)定要接地的所有金屬部分都應(yīng)接地。外殼、結(jié)構(gòu)等件的相互電氣銜接應(yīng)選用緊固銜接(如螺栓銜接或焊接)，以確保電氣上連通。為了確保修理作業(yè)的安全，在外殼翻開今后的修理期間，應(yīng)能將主回路銜接到接地極。
1.7組合與擴(kuò)展
高壓充氣柜應(yīng)具有組合與擴(kuò)展的功用。因一次接線多種多樣，所以高壓充氣柜應(yīng)能經(jīng)過簡略的插件式銜接方法進(jìn)行多樣的組合與擴(kuò)展。在進(jìn)出線方法上，高壓充氣柜在每相上應(yīng)具有插接一根以上電纜的方法或銜接絕緣母線的方法。
2結(jié)束語
高壓充氣柜已是開關(guān)柜開展的一大趨勢。與一般的空氣絕緣柜比較，高壓充氣柜盡管有著諸多的長處，但在規(guī)劃及加工制作方面也更雜亂、更困難。本文只是對(duì)高壓充氣柜殼體的規(guī)劃方面進(jìn)行了一些簡略地闡述。
