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      1. 充氣柜的結構與產品發展

        發布時間:2022-05-14 10:55:23

        跟著開關技術的不斷發展,小型化、智能化開關越來越遭到用戶的喜愛。近年來,各開關制造廠也紛繁把小型化、智能化開關作為發展方向。在這種發展方向的指引下,一種新的開關設備C-GIS面世了。

        1.數年前,上海電力部門在人口稠密的靜安寺鄰近建一座252/126/40.5kV降壓站,經拆遷征地50m×60m。但開關設備需求35面,若用慣例開關設備底子無法排布,最終選用西門子8DA10/8DB10型充氣柜,才建成一座降壓容量為540MV·A的變電站。上海集裝箱海港、貨品吞吐量很大,運用西門子充氣柜,從未斷過電,保證了供電安全。

        2.充氣柜的結構

        充氣柜現有兩種外形上差異很大的結構方式。一種為圓筒形結構,另一種為柜式結構,前者很像高壓GIS,后者卻很像一般金屬關閉開關柜。

        圓簡形充氣柜有三相共筒式和分相式兩種結構。柜體材料有鑄鋁合金,也有鋼板卷制,西門子8DA10/8DB10型為鋁簡分相式,ArevaW1型為鋼板三相共筒式。平高公司40.5kV充氣柜為鋁簡分相式,平開華明公司的40.5kV充氣柜也為金屬筒分相式。

        充氣柜式結構有各種方式,其首要差異在于:①氣室的設置,有3氣室、兩氣室和單氣室。一次回路中母線、3工位開關和真空斷路器的排布辦法,大致可分為3:一類上中下組織,二類下中上組織,三類后中前組織。以第一類組織居多。

        3.結構及工藝特征

        與空氣絕緣開關設備不同,氣體絕緣開關設備的帶電元件不是裝在抽屜里,而是裝在防腐蝕的焊接密封殼體內。斷路器或母線和三工位開關也可裝在兩個分隔的隔室內。而操動組織及所帶脫扣器、輔佐開關及電流、電壓互感器和低壓控制箱裝在氣室之外。

        開斷功用在真空開關管內進行。真空中的開距僅有十幾毫米。由于電弧電壓極低且電弧旋轉,故觸頭熔焊極微小。固定在殼體壁上的焊接波紋管使之可從外部操動開關。三工位開關搖晃操作,而斷路器軸向操動。操動組織選用電動機儲能的繃簧操動組織。所儲能量滿意二次重合閘之用。

        除殼體的后壁外,殼體的一切外壁,包括加強橫檔、緊固件和套管均用激光全自動焊接,向內呈拱形的防爆模盒與殼體壁焊在一起。氣體絕緣開關設備為保證產品功用和添加競爭才能,如西門子構成4大中心工藝,即鈑金工藝、激光焊接工藝、澆注樹脂工藝及銅件加工工藝。

         

        4. 充氣柜的技術發展

        充氣柜C-GS技術發展,國外首要表現在削減產品中SF6氣體用量和研制非充SF6氣體充氣柜。如在歐洲,首要是削減新產品中SF6氣體的用量。而在日本,一方面削減新產品中SF6氣體的用量,另一方面,開發非SF6充氣柜,如用于干壓空氣絕緣或用固體絕緣。SF6氣體具有最優異的滅弧和絕緣功用,但被列為溫室效應氣體之一,因此被捆綁運用。為此要削減或不用SF6氣體。

        4.1削減新品中SF6氣體的用量為尋找SF6的代替產品,科學家已研制了40多年。直到現在,一切查驗過的可代替氣體的功用遠不如SF6氣體的絕緣和滅弧功用。類似于SF6特性的可代替氣體,如氯化物、氟化物或各種鹵化碳混合物的缺陷許多:①GWP系數(全球變暖系數〉很高。②CO2對臭氧層有害。③CF混合物在分化時(電弧、部分放電>生成導電的積炭層。

        現已發現的CF3I氣體,其絕緣功用很好,在均勻電場中的絕緣水平是SF6氣體的1.2倍,SLF的開斷功用均為SF6氣體的0.9倍,但價格昂貴,是SF6氣體的100倍,因此進入實踐運用還很不現實。為此,SF6開關設備制造廠家可行的辦法是在產品規劃中盡量削減SF6氣體用量、泄露量和排放量。選用先進的規劃和焊接工藝及高功用密封材料,在削減SF6氣體用量方面獲得明顯成效。例如世界三大輸配電制造商之一的Areva(阿海法)公司SF6充氣柜一代又一代從WI-WS-GWA發展SF6充氣量從100%(WI)-90%(WS)-40%(GWA)。又如富士新開發的C-GIS200024kV充氣柜的用氣量從12kg削減為4.4kg(削減63%),還有新開發的72/84kV充氣柜,將SF6用量從老產品的100%削減為36%(削減64%)。

        4.2混合氣體C-GIs

        1)綠色環保。12~24kV產品可用氮氣和用N2+SF6混合氣體絕緣,以技術創新和精確規劃保證在行進產品功用的一起,削減產品對環境的危害。

        2)體積更小。N2X-24kV單氣箱柜在選用氮氣或N2+SF6混合氣體絕緣后,并沒有由于氣體絕緣強度的降低而添加規范,而是更小。N2X-24kV單氣柜柜體規范為500mm×1050mm×2250mm,柜寬僅為空氣柜的一半,大大縮小了電站的占地面積。

        3)維護量小。高壓帶電體全被密封,高壓絕緣不受大氣環境影響,不易老化。絕緣和載流可靠性高,高壓部分畢生免維護??山档驮O備的全壽數周期本錢。

        4)能耗更低。開關柜主回路電阻低,載流才能高,長時間運行節約能耗。5)高模塊化。靈活組合,拼接便利。用戶現場不需處理氣體。

        4.3干式空氣充氣柜

        C-GIS中,雖然大都仍運用具有優異滅弧和絕緣功用的SF6氣體,但也出現了非充SF6充氣柜。如用氮氣或干壓縮空氣代替SF6,現還出現固體絕緣柜及復合絕緣柜。如富士于20044月開宣告C-GIS210024kV干縮壓空氣充氣柜。該產品選用0.05MPa(表壓)的壓縮空氣絕緣。該公司削減SF6充氣量的C-GIS2000型和充干壓空氣充氣柜的結構及外形規范。

        4.4復合絕緣開關柜

        高壓等級開關柜是以絕緣介質運用SF6氣體的箱型氣體絕緣金屬關閉開關設備(C-GIS)為主流產品,但SF6氣體作為溫室效應氣體(全球變暖系數為23900)而被指定為捆綁排放氣體,因此在削減SF6氣體排放量的一起,希望運用無SF6氣體的開關柜。在這一布景下,2000年以后,在24~36kV等級完結了無SF6氣體開關柜的商品化。4.5固體絕緣柜

        日本東芝公司于1999研制出高功用環氧樹脂及高效的環氧樹脂澆注技術,于2002年開宣告24kV固體絕緣開關柜(SIS)。之后又進行了系列化,于2005年開宣告36kVSIS,現又進行更高電壓等級72kV84kVSIS的開發.24kVSIS的首要參數為24kV/630-1250A/25kA。

        固體絕緣柜帶來一系列優勢。這兒將24kVSF6充氣柜(C-GIS)和固體絕緣柜(SIS加以比較:C-GISSF6氣體用量5kg,而SIS為零,有利于環保;C-GIS體積為2.7m3SIS1.7m3,僅為其63%。C-GIS零件數為2500個,而SIS1200個,為其48%.一面固體絕緣柜(SIS)省下5kgSF6氣體,相當于120tCO溫室作用。

         

        結束語

        綜上所訴,充氣柜在我國發展方興未艾。其時首要運用SF6氣體絕緣,為了削減SF6氣體運用量,出現了干壓縮空氣絕緣充氣柜、復合絕緣充氣柜以及固體絕緣充氣柜等。這些代表了充氣柜發展方向,值得注重。

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