氣體絕緣金屬封閉開關設備是近十幾年來
發展起來的高新技術系列化產品并逐漸
成為金屬封閉開關設備的一個重要組成部分。隨著高度信息化社會的發展，要求高壓開關設備的穩定性、可靠性也愈加顯得突出。12 kV SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備即是應這一要求發展起來的高可靠，免維護、可擴展、模塊化，小型化的開關設備。
SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備(簡稱GIS)是一種封閉式組合電器，它以SF6氣體為絕緣介質，將斷路器、隔離開關、電流互感器、避雷器、母線、套管或電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼內。將常規的GIS技術向中壓領域擴展，把GIS技術與常規開關柜技術相結合、用低壓的SF6氣體、N，或混合氣體(SF6+N：)作為中壓金屬封閉開關設備的絕緣介質而派生的系列化產品稱為箱式氣體絕緣金屬封閉開關設備，簡稱C - GIS或充氣柜。
與常規的開關設備相比，其最大的特點是將高壓元件和帶電體都密封在充有絕緣氣體的氣箱內，對外的連接采用全絕緣和防觸電的電纜插接件實現，從而使帶電體與外界隔離而不受環境影響。
結構原理
SF負荷開關及接地開關置于充氣的完全密封的不銹鋼箱體內。負荷開關結構為旋轉式三工位，具有合一分一接地三個位置，負荷開關的動觸頭在任一時刻只能處于一種狀態：負荷開關合閘狀態、負荷開關分閘但不接地狀態或接地開關接地狀態。這樣的設計使開關變得簡單，限流熔斷器下端的接地開關與上述三工位開關是聯動的，即同時完成合閘和分閘，以確保熔斷器的更換和維護變得安全。開關靜觸頭上裝有金屬柵，且呈曲線形，以使滅弧時游離效果最佳。為優化箱內電場分布，主母線設計為帶圓角的矩型銅排，環網回路母線和變壓器回路母線分別為咖20 mm和咖10mm的銅棒。
SF。負荷開關將采用磁吹電弧式滅弧技術，滅弧室為柵欄式。分閘時，動靜觸頭分離瞬間產生電弧，隨著動觸頭的運動，動靜觸頭之間的距離變大，電弧拉長，由于電弧電流作用，在鐵質的柵欄片中產生渦流，渦流產生的磁場與電弧磁場極性相反，把電弧引入滅弧室內；電弧產生的磁場力也把電弧推向滅弧室，形成一種磁吹。電弧吹向滅弧室被柵欄片截成數段（將整個電弧分解成許多短弧），在柵欄片中遠動拉長，使電弧加快冷卻；同時電弧在SF氣體中燃燒，消游離作用加強。因SF。氣體的介質恢復速度特別快，當電流過零時，電弧很快熄滅。
由于SF。氣體具有特異的熱化學性和強電負性，因此SF。開關具有電弧電壓低，電弧能量小，過電壓低，易于熄弧，開關觸頭不需維護等特點。
熔斷器密封倉（見附圖）及套管采用環氧注射加工工藝，制品表面無收縮痕跡，機械、電氣性能好，尺寸精度高。其中熔斷器密封倉伸入氣箱內，與氣箱間用密封圈進行密封，另外絕緣筒內設金屬屏蔽，均勻電場，提高耐壓水平。
熔斷器置于熔斷器密封倉內，熔斷器有一撞針，當出現短路故障熔斷器熔斷時，釋放的能量使撞針彈出，驅動操動機構中的脫扣器，使開關跳閘，并作出熔斷器熔斷指示。
聯鎖裝置靈活、可靠、完備，能確保操作的正確性。操作機構采用雙（單）盤簧設計。操作振動小，穩定性高，壽命長。開關可加裝電操機構，易于實現配網自動化。
擴展方便（頂部插接），且能保證全絕緣性、全密封性等優點。
開關底部設有壓力釋放裝置，當內部發生故障時，壓力氣體沖破泄壓片排出，安全可靠。
電纜進出線均采用全絕緣和防觸電的電纜插接件實現，在電纜室中可安裝電流互感器。電流互感器采用環芯式互感器，取代普通的環氧樹脂澆注的互感器。關鍵工藝
充氣柜是實現城市12 kV環網接線模式的典型產品。SF6開關技術是無油化開關技術發展的主要表現之一。但它必須依靠先進的工藝技術和裝配水平來保證其制造質量。籍體焊接、密封、環氧加工、機加工、裝配等工藝是直接關系到產品質量好壞的關鍵工藝。
1．箱體焊接工藝
沖氣柜箱體采用不銹鋼板焊接而成的全密封式結構，有的箱體己不用密封圈密封而直接用氣密焊接的方法密封，氣密性可保證30年不補氣。氣箱的焊接是影響產品質量的關鍵工序。焊接要保證箱體的強度和精度，更要保證箱體的氣密性。現階段國內一般采用氬弧焊或氣體保護焊。焊接時采用專用夾具保證焊接精度。箱體的前后箱板焊接時先采用夾具定位、夾緊，多點定位焊后再進行連續焊接，以減少焊接變形。焊接時要嚴格控制焊接速度、焊接電流及氬氣的流量。國外一些公司大規模生產多采用更為先進的激光焊接方式。激光焊接效率高，變形小，降低了人為因素造成的缺陷，適合規模化生產。但激光焊接對箱體的結構形式、不銹鋼板的下料精度、焊接夾具設計提出了更高的要求。
2、密封工藝
影響氣密性的地方主要有三處：箱體的焊接、操作板軸承的動密封、熔斷器壓板和進出線套筒壓板的靜密封。除焊接部位外，氣箱其他密封處均采用
“0”形密封圈密封，其材料、直徑、截面經精心設計配合驗證，保證其壓縮量及耐老化性能在最佳范圍內，具有永久變形小，耐氣候老化性能好等特性。
密封表面的要求：密封表面不能有劃傷痕跡，密封槽及法蘭平面不能生銹；密封槽面的修磨或拋光應至少達到0.8的表面粗糙度。密封表面的處理：用丙酮或香蕉水清洗密封槽面，再用無纖維的高級衛生紙反復擦至清潔為止，然后再擦“0”形密封圈，分別在密封面及槽面內涂適當的密封脂，然后放入槽內，硅脂不要流入氣箱內與SF6氣體接觸的部位，封裝用力矩扳手均勻按緊螺母。
3、機加工工藝
電極表面形狀和表面粗糙度、箱體的焊渣、表面劃痕與加工部件的毛刺、尖角對氣體的絕緣特性影響很大。SF。氣體中電極電暈起始電壓受電極表面狀態的影響較大，零件表面粗糙度的增大和曲率半徑的減小均會導致間隙擊穿電壓降低；此外導電微粒黏附在電極表面時，相當于增大了電極表面粗糙度值，因此也會導致擊穿電壓降低。密封面的加工精度和表面粗糙度對密封的可靠性影響較大，操動機構零部件的加工質量也直接影響到操動機構的穩定性、可靠性。因此只有建立嚴格的加工工藝流程，才能真正保證產品的質量。
4、裝配工藝
高壓開關設備內SF6氣體中的水分含量如果超過一定數值將會對設備產生危害。一是外界環境溫度急劇變化時將在絕緣材料表面形成凝露，導致絕緣沿面擊穿放電；二是水分與SF電孤分解物化合產生低氟酸等酸性物質，嚴重腐蝕金屬和絕緣材料。為此充氣柜在裝配上采用了如下措施來控制設備內SF6氣體中的水分含量。
1)所有部件裝配前均應進行干燥清潔處理，使材料本身含水量減少到最低程度，且裝配環境要求密閉，實現溫度、濕度、氣壓可調，實行防塵管理。
2)開關內部放置吸附劑（主要有活性氧化鋁和合成沸石）吸附氣體中的水分和SF6分解物。
3)對成品進行抽真空充氮氣處理，保證良好的氣密性以阻止外部大氣中的水分通道。
裝配是該產品的一道關鍵工序，裝配質量的好壞直接關系到產品的質量和性能。對該產品裝配的總要求是：潔凈的環境、規范的操作。這樣才能真正保證產品的質量。
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