做座浅析充气柜在起重设备上的应用

浅析充气柜在起重设备上的应用

【摘要】中压箱式气体绝缘金属封闭开关设备(简称C-GIS)是将一次回路主元件装在密封的箱体中，内充稍高于大气压的SF6气体。并以电缆终端作为进出线，整个高压系统处于完全封闭的状态，不受外界环境条件影响，因此特别适用于港口、水电工地等作业环境变化迅速、安装位置要求极高的产品。

【关键词】充气柜 结构特点 关键工艺 技术优势 应用

充气柜带来许多优势，其最大优势是不受外界环境的影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等。另一个优势是因为使用压缩气体绝缘(如SF6)，有利于向小型化方向发展。

SF6气体现于二十世纪初，它是硫在氟的气体中燃烧时所形成的气体，SF6气体在通常状态下是一种无色、无味、无毒、不燃烧、化学性能稳定的气态物质，它的密度大约是空气的5倍，是理想的灭弧介质，具有以下特点：

① 热化学性，即SF6气体具有良好的热传导特性。由于SF6气体具有较高的导热率，电弧燃烧时，弧心表面具有很高的温度，冷却效果显著，所以电弧直径比较小，有利于灭弧。

② 强负电性，由于SF6气体分子的负电性，具有很强的吸附自由电子而形成负离子的能力，因而其耐电强度高，具有优异的绝缘性能。

③ 离解温度低，且离解能量大，也是一种具有优异灭弧性能的气根据钢丝抗拉强度值和试样的最大截面积便可以推断出所需要的最大实验力；装备选择1般是5000牛或2000牛的单臂电子拉力实验机体。SF6气体以其优良的绝缘性能和灭弧性能以及不能燃烧的特性，逐步被人们作为新型绝缘介质用于电气设备。

鉴于SF6气体的显著特性，SF6充气柜具有着以下结构特点：

① 固定式结构技术，采用免维护真空断路器或负荷开关技术；

② 隔离开关与接地开关组合成3工位开关，以取代单个开关，大大减少了空间和联锁工作；

③ 电流应加以调剂或清洗互感器采用环芯式电流互感器；

④ 电缆连接采用全绝缘和防触电插入式结构，以取代普通电缆接头；

⑤ 防护等级可以达到IP67。

SF6充气柜关键工艺

① 充气柜壳体焊成完全气密式结构，这就排除了环境因素影响。SF6气体绝缘强度为空气倍，由此获得了很大的节省空间优势，减少占用空间，节省材料；

② 采用先进的激光焊接技术，防止SF6绝缘气体逸出，防止潮气侵入。这种激光焊接充气柜满足IEC60698及VDE0670第1000部分标准对气密压力系统提出要求；

③ 气体气密性由集成在每个壳体上检漏装置(气压表)来例行检验；

④ 所需操作功从充气柜外部向内部传递，由波纹管进行；

⑤ 装入柜内的电气元件经过焊入的套管向外连至电缆线或母线；

⑥ 充气柜工作准备状态的显示，通过装入柜内的测量盒以磁耦合无接触地向外显示；

⑦ 为了确定有无电压，在焊入壳体内的套管上浇铸入电容芯片。在柜体面板上装有插座，可以在外面用电压测量装置来检验有无电压；

⑧ 一般在壳体内焊入同类型的释压装置。

上述结构工艺特点，保证了SF6充气柜具有如下性能：

① 安全、可靠性高，操作简单，免维护，安装方便；

② 不受外界环境条件的影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等，可用在环境恶劣场所；

③ 使用性能优异的SF6绝缘大大缩小了柜体的 外形尺寸，有利于向小型化方向发展，与空气绝缘相比，SF6充气柜安装面积为其26%，体积为其27%；充气柜不受外界环境的影响，免维护、结构紧凑；

④ 充气柜以它的结构优势，可用于一般空气绝缘柜不能用的地方，如温度变化大和高湿环境(如湿翰森建议大家这时候往拉力机油箱内加油热带地区)、高温及低温地区(如沙漠地区和南北两极区)，环境中含有自然物质(如沿海的盐雾，工业粉尘)或化学性腐蚀物质(化工厂，炼油厂)等地方，还有地震区、有振动的场合、高海拔地区以及安装受限制的窄狭地方等。

总之，对于在港口大量使用的起重机而言, 如果需要选用10kV的供配电系统，充气柜是极好的选择, 它可以极好的规避起重机运行的环境给10KV及24KV配电系统造成的安装、检修和维护不利条件,目前充气柜使用量剧增。以德国为例，前几年对工业电使用中压开关设备做过调查，当时充气柜12kV占5%，24k实验机夹具是不可缺少的部件V占9%3，6kV占19%，这里特别要提到，1998年捷克发生洪灾，2002年德国易北河泛滥，充气柜部分被淹，但又很快恢复供电。这充分证明了充气柜是整体小型化、高可靠性、免维护的气体绝缘开关设备。