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環保氣體櫃的研發原因和過程

作者: 优化部 发布时间:2021-10-15點擊量:

環保氣體櫃操作方便,控制和保護相對簡單,成本較低,目前的環網櫃大都采用六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和开断介质。而SF6气体虽是一种优良的电工气体,但也是一种被《京都议定书》列为限制排放的温室气体,近年来一些国家甚至对SF6的使用征收碳税。因此,对于开关设备,特别是对于中压等级的开关设备,去除SF6是具有重要的环境保护意义的,并成为发展方向。所以环网开关柜绝缘气体环保化的研究非常重要。        

在现在的环保型气体中,主要以氮气和干燥压缩空气为主,这类气体易于获取,成本低廉,安全可靠,绿色环保。但考虑到空气中有氧气、水分对电接触位置具有氧化、腐蚀隐患,优选氮气作为環網櫃配套的环保气体。環保櫃但氮氣在絕緣性能、熱傳導性、滅弧性能等方面,與六氟化硫相對,還存在很大的問題。

氣箱內的絕緣性:

根據氮氣和六氟化硫的物理特性比較,可發現氮氣的耐電強度是六氟化硫氣體的三分之一,絕緣強度是六氟化硫的二分之一。再結合空氣中氮氣的含量,表面,氮氣與空氣的特性很類似,因此要實現環保氣體絕緣環網開關櫃的功能以及類似的外形尺寸,需要重點考慮從以下幾方面實現,但同時也要考慮可能出現的不足之處。

環保櫃

氣箱的強度:

氣箱內部的結構因充注氮氣,而産生新的設計理念,對氣箱整體的強度需要進行分析研究,以免因強度不足,引起氣箱嚴重變形或者漏氣。采用計算機輔助設計軟件對氣箱強度進行分析,結果如下:

(1)氣箱橫向加強筋最大變形量1.79mm

(2)氣箱豎向加強筋最大變形量1.14mm

(3)氣箱後蓋板最大變形量6.36mm

(4)氣箱前面板最大變形量2.81mm

由以上可知熱傳導與材料導熱系數以及有效導熱面積、長度和溫差有關系;熱對流與熱容、有效散熱面積、風道和溫差有關;熱輻射與導體表面塗覆材料、色彩和絕對溫度有關。因此在布局內部發熱的導體、核心部件時,應當注意溫升點的控制。在具體結構設計時,應有意識的將高溫升點的熱量向低溫升點傳遞,實現氣箱內部熱量的風道式散熱。

氣箱的焊接:

采用氮气作为绝缘气体的環網櫃,其内部结构设计与六氟化硫ag九游会官网有较大的区别,在有限的空间内,采用薄钢板焊接,对焊接工艺提出了较高的新要求。主要原因在于焊缝的间隙和饱和程度,对后续压力差检漏和充气有较大影响,因焊接热影响所导致的应力主要集中在焊接位置。长期设备运行过程中,可能会出现焊缝应力分布集中,局部区域疲劳开裂,气箱温差引起变形量等,因此必须要严格选择优异的焊接工艺和焊接参数。针对这一问题,特地引进了冷焊接技术。冷金属过渡焊在气箱焊接过程中降低工件热输入量,确保气箱變形量小,确保开关与其操动机构可靠配合,从而解决了气箱焊接存在的隐患。

型式試驗分析:

通過優化設計所獲得的的環保氣體絕緣環網開關櫃,完成了樣機研制。上海電氣輸配電試驗中心有限公司和機械工業高壓輸配電設備質量檢測中心,按照GB3906標准,對産品進行了包括工頻耐壓、雷電沖擊、局放試驗、凝露試驗、回路電阻、溫升試驗、機械特性試驗、機械壽命試驗、密封試驗、壓力耐受試驗、短時與峰值耐受電流試驗、開斷和關合試驗、內燃弧試驗等項目鑒定,所有項目一次性順利通過了全部型式試驗。

通過合理的布局帶電體以及絕緣體,優化帶電體以及絕緣體的形狀和配合,結合嚴格的加工工藝和裝配工藝,采用氮氣絕緣,可以研制出環保氣體絕緣環網開關櫃,不但可以滿足電網運行要求,還可以實現綠色環保的方針和思路。綜合采用各種經濟合理安全的方式,不但可以解決溫升的問題,也可以實現合理的散熱通道,該項技術已經達到了國際領先水平。環保氣體櫃不采用六氟化硫,采用氮氣作爲絕緣氣體,在設計上和生産上都是可行的,可以逐步批量的推向市場,通過這種低碳環保綠色的方式,更好的服務于社會。