国产XGN49系列充气柜的主要性能与产品结构

范成金

(水电十局安装分局，四川 都江堰，611830)

国产XGN49系列充气柜的主要性能与产品结构

范成金

(水电十局安装分局，四川 都江堰，611830)

介绍国产双母线35kV气体绝缘金属封闭开关柜的结构特点及组成。该开关柜在卢旺达三座水电站改造项目中得到了成功应用。

气体绝缘金属封闭开关柜 技术性能 结构

1 概述

卢旺达共和国是东非高原国家，海拔高、三个水电站改造项目厂房场地狭小，工程招标文件要求改造后的开关柜需采用双母线结构，需大大增加导体间的空气间隙来提高绝缘水平，将加大开关柜的体积。采用常规的开关柜就需要扩建厂房，由于卢旺达人口密集，用地紧张寸土寸金，需要选用充气柜这种小型化的开关设备以减少变电所占地面积。

该户内气体绝缘金属封闭开关设备(简称“充气柜”)，将SF6气体的绝缘技术、密封技术与中压开关柜的制造技术有机的结合，已成为中压开关设备的发展方向和开关行业的热门。

2 充气柜主要技术参数及性能

2.1 主要技术参数(表1)

表1 充气柜主要技术参数

2.2 主要技术性能

XGN49系列充气柜具有如下特点：

2.2.1 外形尺寸小，其体积和占地面积仅为普通开关柜的1/3左右，外观精美，与环境协调性好。

2.2.2 采用模块化设计，将相同的高压元件组装成若干标准模块，通过模块组合可以满足不同的主接线要求，并可根据要求进行扩展，相同规格的模块及其内部的电器元件具有互换性，便于安装调试维护。

2.2.3 三相高压元件密封于SF6气室内，SF6气体额定充气压力为0.05MPa。密封箱采用不锈钢板及其折弯件焊接而成，箱体的气密性可保持20年不补气。每个气密箱均安装SF6气体压力监测装置，当气箱内部气体压力低于最低运行压力时，会及时发出报警信号。

他家有一块地在对面的山巅之上。那里有着整条沟最深厚的黑土，光照时间充足，狗娃的父亲和兵子之前在那片地里种过黄豆和芝麻，收成很不错。但是，上山的路崎岖而陡峭，爬到山巅要耽误个把时辰的工夫。狗娃和兵子每次上山之前，都要带上一天的干粮和水，一直在地里劳作到太阳西下才下山回家。

2.2.4 主开关采用机构与本体一体化的真空断路器，外形尺寸小，性能可靠，稳定，开断能力强，电寿命长，通过密封波纹管实现灭弧室动导电杆与机构操作拉杆的连接。真空断路器采用手车从前部推进气箱。

2.2.5 采用旋转式三工位隔离开关，可实现工作、隔离、接地的功能，三工位隔离开关的静触头同时兼作主母线的一部分，简化了整体结构。隔离开关可实现手动和电动操作，操作简单、方便。隔离开关主轴转动采用纳米磁流体技术，具有极高的密封性能。

2.2.6 主母线采用硅橡胶母线连接器连接，无需现场充气，并且便于扩展。适用于单母线、双母线电力系统。

2.2.7 采用专用插拔式电缆作为柜子的进出线方式，开关柜可以靠墙安装。

3 产品结构

3.1 柜体结构

宁波天安(集团)股份有限公司生产的双母线充气柜，整体为模块化组装式结构，双母线整柜由六个具有独立功能的模块(隔室)构成。即主母线室(充气隔室)、断路器室(充气隔室)、电缆室、机构室、仪表室，组装极为方便。各充气隔室设有独立的泻压通道，最大限度地保障人身安全和设备运行。XGN49系列双母线整柜母线室采用前后交叉布置，三工位隔离开关位于柜子正前方操作(可实现手、电动操作)，操作机构采用并列布置，可方便、可靠实现电气、机械联锁，断路器在安装小车的固定下采用插接式安装(用于柜子靠墙安装)。

3.2 三工位隔离开关

三工位隔离开关隔室为密封隔室，SF6气体绝缘；主母线同时兼作三工位隔离开关的静触头，简化了整体结构；三工位隔离开关可实现工作、隔离、接地的功能且各功能互锁；内装气隔绝缘子可实现柜间主母线的电气连接及本柜主母线室和断路器室的电气连接，同时可实现各气室间的气体隔离。三工位隔离开关传动主轴采用纳米磁流体技术密封，具有极高的可靠性。

3.3 真空断路器

真空断路器隔室为密封隔室，SF6气体绝缘；主开关采用真空断路器，配一体化弹簧操作机构，真空灭弧室密封于充气隔室内部，操作机构安装于隔室外部，通过密封波纹管实现隔室内外的直动传动连接；内锥式电缆插座安装于柜子底部，既作为柜内母线支撑，也可实现与柜外的电缆相连接。

3.4 电缆室

本隔室为空气绝缘隔室，一次高压元器件采用内锥插接安装方式，具有极可靠的绝缘性能，并不受盐雾，海拔等环境因素影响，且安装方便，不涉及SF6气体的处理。采用全绝缘、全封闭I型电缆与断路器室底部内锥式电缆插接器相连，母线贯穿式电流互感器安装于电缆后部，电缆从中贯穿而过。电缆室净高为910mm左右，可方便实现在靠墙安装情况下安装或检修一次元器件。

3.5 母线连接

开关柜采用硅橡胶母线连接器连接，现场安装时不涉及气体处理，且便于今后扩展。

3.6 主要元器件

3.6.1 电流互感器。采用环氧树脂浇注、电缆贯穿的安装方式，一次绝缘水平取决于电缆的绝缘水平，外形尺寸小。

3.6.2 电压互感器。金属外壳、安全可靠，一次部分采用插拔式连接，可带熔管保护。

3.6.3 避雷器。采用全封闭金属外壳，可触摸、防触电，使用安全；采用固体绝缘插接式安装方式，全密封、使用方便；选用优异的有机绝缘材料，介电强度高，电气绝缘性能好，耐老化；结构独特，性能可靠，寿命长，免维护。

4 主要密封技术

XGN49系列充气柜主要采用了以下密封技术：(1)不锈钢板材激光焊接；(2)采用航天专用橡胶密封圈；(3)纳米磁流体；(4)不锈钢波纹管。

5 结语

卢旺达三座水电站改造项目，是阿拉伯在非经济发展银行援助的竞争性招标项目。我们选用的国产充气柜自2013年在该三电站成功投运以来，运行稳定，其产品质量获业主认可，为我们在其他国际项目中广泛使用国产设备奠定了良好的基础。

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TM591.1

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2095-1809(2016)02-0099-02