气体绝缘开关柜,是区别于空气绝缘开关柜的一种紧凑型开关柜。空气绝缘开关柜,开关柜中所有组成部件,灭弧室、开关触头、带电母线、绝缘支撑等所有带高压电和不带电的机械部件等都与自然界大气环境直接接触,也就是说所有元器件都没有密封在与大气隔绝的环境中,除了灭弧装置,灭弧介质采用SF6或真空等都是在封闭的壳体内部,真空灭弧室内部接近真空,SF6灭弧室内部则有0.45兆帕的绝对压力,以满足熄灭电弧所需要的绝缘、冷却要求。
气体绝缘开关柜与空气绝缘开关柜的主要区别就是,为保证绝缘气体的相对独立,就必须与自然界我们接触的空气相隔离,因此需要不锈钢板焊接的气箱,气箱有压力(密度)表,相对压力最大达0.07MPa,气箱需要承受正常的工作压力、过压力,当气箱内部出现短路导致电弧故障时,气箱设有压力释放装置。
以前的气体绝缘开关柜的绝缘气体以SF6为主,如40.5kV采用100%SF6气体,24kV采用各50%的SF6和N2,12kV采用10%SF6和90%N2。
相同压力下SF6绝缘强度是空气的三倍以上,具有较强的灭弧能力,因此有SF6负荷开关和断路器,110kV以上的断路器基本都是SF6灭弧的。
二次配电系统采用手拉手环网供电方式,额定电流、短路开断电流小,一般采用负荷开关作为环进、环出设备,即手拉手的部分,而中间出线一般接变压器,采用负荷开关+熔断器即可以实现变压器的分合,又可以通过熔断器实现短路保护。
这种SF6气体绝缘的环网柜,SF6即作为绝缘介质,又作为开断介质,结构简单,操作方便,一个开关实现隔离、开断、接地三个功能。
而断路器采用单独的灭弧室,不能作为隔离断口,因此就需要单独的隔离开关,或隔离、接地三工位开关。
断路器因其需要较大的合闸功,因此弹簧等输出能量大,为满足分-0.3秒-合分-3分钟-合的重合闸功能,需要合闸储能机构,在合闸的同时完成储能工作,为出现临时故障导致的跳闸0.3秒后重新合闸做好准备。
隔离开关不能带负荷操作,因此隔离开关、断路器、接地开关之间需要机械联锁,即隔离开关合闸后断路器才能合闸,断路器分闸后,隔离开关才能分闸。
外部连接如果暴露在空气中,就需要按照空气绝缘环境下要求的电气间隙以及爬电距离的要求,需要符合相应的标准规范要求。
这样尺寸很大,绝缘很麻烦,因此充气柜外部连接采用固体绝缘方式(除了计量方案),不论是主母线连接,还是一次电缆连接,固体绝缘需要把空气完全排挤出去,并采用接地屏蔽层直接接地,形成完全依赖高介电常数的固体绝缘层来隔离高电压,可以做到尺寸小,不受外界环境影响。
随着环保低碳目标的要求,去SF6化已成为行业发展的必然趋势,出现了干燥空气绝缘开关柜,其实质是气体绝缘开关柜,也就是干燥空气密封在气箱内,虽然都是空气,但其比自然界的空气纯净很多,没有水分,没有SO2/CO...等其它气体,还没有灰尘等悬浮粒子,因此必须和外界分隔开来,以保持其纯净,气体保持比大气压稍微高一点的正压力。
还有常压密封开关柜,即所充的空气压力与大气压一致,避免漏气的风险。
来源:会说电气