環保氣體柜操作方(fang)便(bian)，控制(zhi)和保護相(xiang)對簡單，成本較低(di)，目前的(de)環(huan)(huan)網(wang)(wang)柜(ju)大(da)都采(cai)用六氟化硫(SF6)氣(qi)體作為絕緣(yuan)(yuan)和開(kai)斷介質。而SF6氣(qi)體雖是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)優良的(de)電工氣(qi)體，但(dan)也是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)被《京(jing)都議(yi)定書》列為限制(zhi)排放的(de)溫室氣(qi)體，近年來(lai)一(yi)(yi)(yi)些(xie)國家甚(shen)至對SF6的(de)使用征收碳(tan)稅(shui)。因此，對于開(kai)關(guan)設備，特別是(shi)對于中壓等級的(de)開(kai)關(guan)設備，去除SF6是(shi)具(ju)有重要的(de)環(huan)(huan)境保護意義(yi)的(de)，并成為發展方(fang)向。所以環(huan)(huan)網(wang)(wang)開(kai)關(guan)柜(ju)絕緣(yuan)(yuan)氣(qi)體環(huan)(huan)保化的(de)研究非常重要。        

    在(zai)(zai)現在(zai)(zai)的(de)環(huan)保型氣(qi)(qi)體(ti)(ti)中(zhong)，主要以(yi)氮氣(qi)(qi)和(he)干燥(zao)壓縮空(kong)氣(qi)(qi)為主，這(zhe)類氣(qi)(qi)體(ti)(ti)易(yi)于獲取，成(cheng)本(ben)低廉，安全可靠，綠(lv)色環(huan)保。但考慮到空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)有(you)氧氣(qi)(qi)、水分對電接觸位(wei)置(zhi)具有(you)氧化(hua)、腐蝕隱(yin)患，優選氮氣(qi)(qi)作為環(huan)網(wang)柜配(pei)套的(de)環(huan)保氣(qi)(qi)體(ti)(ti)。但氮氣(qi)(qi)在(zai)(zai)絕緣性能(neng)、熱傳(chuan)導性、滅(mie)弧(hu)性能(neng)等(deng)方(fang)面，與六氟化(hua)硫相對，還存(cun)在(zai)(zai)很大(da)的(de)問題。

氣箱內的絕緣性：

    根(gen)據氮(dan)(dan)氣(qi)和六(liu)(liu)氟(fu)化硫(liu)的(de)(de)(de)(de)物理(li)特(te)性(xing)(xing)比較，可發現(xian)氮(dan)(dan)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)耐電強(qiang)度(du)是六(liu)(liu)氟(fu)化硫(liu)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)三分之一，絕緣強(qiang)度(du)是六(liu)(liu)氟(fu)化硫(liu)的(de)(de)(de)(de)二分之一。再結合空氣(qi)中氮(dan)(dan)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)含量，表面(mian)(mian)，氮(dan)(dan)氣(qi)與空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)很類似，因此要(yao)實(shi)現(xian)環保氣(qi)體(ti)(ti)絕緣環網(wang)開關柜(ju)的(de)(de)(de)(de)功能以(yi)及(ji)類似的(de)(de)(de)(de)外形尺寸，需要(yao)重(zhong)點考慮(lv)從以(yi)下幾方面(mian)(mian)實(shi)現(xian)，但(dan)同時也要(yao)考慮(lv)可能出現(xian)的(de)(de)(de)(de)不足(zu)之處(chu)

氣箱的強度：

    氣(qi)(qi)(qi)箱內部的(de)結構因(yin)充注氮氣(qi)(qi)(qi)，而(er)產(chan)生新的(de)設計(ji)(ji)理念，對氣(qi)(qi)(qi)箱整體的(de)強(qiang)度需(xu)要進行(xing)分(fen)析(xi)研究，以免因(yin)強(qiang)度不足(zu)，引起氣(qi)(qi)(qi)箱嚴(yan)重變形(xing)或者漏氣(qi)(qi)(qi)。采(cai)用(yong)計(ji)(ji)算機輔助設計(ji)(ji)軟(ruan)件(jian)對氣(qi)(qi)(qi)箱強(qiang)度進行(xing)分(fen)析(xi)，結果如下：

（1）氣箱橫向加強筋最大變形量(liang)1.79mm

（2）氣箱豎(shu)向加強筋最大變形(xing)量1.14mm

（3）氣(qi)箱后蓋板(ban)最大變形量(liang)6.36mm

（4）氣箱前面板最大變(bian)形量2.81mm

    由以上可知熱(re)傳導(dao)(dao)(dao)與材料(liao)(liao)導(dao)(dao)(dao)熱(re)系(xi)數(shu)以及有(you)(you)效導(dao)(dao)(dao)熱(re)面(mian)積、長度(du)和溫(wen)差有(you)(you)關系(xi)；熱(re)對流(liu)與熱(re)容、有(you)(you)效散熱(re)面(mian)積、風道和溫(wen)差有(you)(you)關；熱(re)輻射(she)與導(dao)(dao)(dao)體表(biao)面(mian)涂覆材料(liao)(liao)、色彩和絕對溫(wen)度(du)有(you)(you)關。因此在布局內部發熱(re)的導(dao)(dao)(dao)體、核心部件時(shi)，應當注意(yi)溫(wen)升(sheng)點(dian)的控制。在具體結構設計時(shi)，應有(you)(you)意(yi)識(shi)的將(jiang)高溫(wen)升(sheng)點(dian)的熱(re)量向低溫(wen)升(sheng)點(dian)傳遞，實現氣箱內部熱(re)量的風道式散熱(re)。

氣箱的焊接：

    采用氮氣(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)為絕緣(yuan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)環網柜，其內(nei)部結構(gou)設(she)計(ji)與六氟化(hua)硫充氣(qi)(qi)(qi)(qi)柜有較(jiao)大(da)的(de)(de)區別，在(zai)(zai)有限的(de)(de)空間內(nei)，采用薄鋼板焊(han)(han)接(jie)(jie)，對(dui)(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝提出了較(jiao)高的(de)(de)新要(yao)求。主要(yao)原因(yin)在(zai)(zai)于焊(han)(han)縫的(de)(de)間隙和(he)飽和(he)程(cheng)(cheng)度(du)，對(dui)(dui)后續壓力(li)(li)差檢漏和(he)充氣(qi)(qi)(qi)(qi)有較(jiao)大(da)影響(xiang)，因(yin)焊(han)(han)接(jie)(jie)熱影響(xiang)所導致的(de)(de)應(ying)力(li)(li)主要(yao)集中(zhong)在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)位置。長期設(she)備(bei)運行(xing)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，可能會(hui)出現(xian)焊(han)(han)縫應(ying)力(li)(li)分布(bu)集中(zhong)，局(ju)部區域疲勞開裂，氣(qi)(qi)(qi)(qi)箱溫差引(yin)起變形量(liang)等，因(yin)此必須(xu)要(yao)嚴(yan)格選(xuan)擇優(you)異的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數。針(zhen)對(dui)(dui)這一(yi)問(wen)題(ti)，特地引(yin)進了冷(leng)焊(han)(han)接(jie)(jie)技(ji)術。冷(leng)金(jin)屬過(guo)渡焊(han)(han)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)箱焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)降低工件熱輸入(ru)量(liang)，確保(bao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)箱變形量(liang)小，確保(bao)開關(guan)與其操動機構(gou)可靠配合，從而解決了氣(qi)(qi)(qi)(qi)箱焊(han)(han)接(jie)(jie)存在(zai)(zai)的(de)(de)隱患。

型式試驗分析：

    通(tong)過優化(hua)設計所獲(huo)得(de)的的環(huan)保氣體(ti)絕緣環(huan)網(wang)開關柜,完成了樣(yang)機(ji)研制(zhi)。上海電(dian)(dian)氣輸配(pei)電(dian)(dian)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)心有限公司和(he)機(ji)械(xie)工(gong)業高(gao)壓輸配(pei)電(dian)(dian)設備質量(liang)檢測(ce)中(zhong)心，按照GB3906標準，對產品進行了包括(kuo)工(gong)頻(pin)耐(nai)壓、雷(lei)電(dian)(dian)沖擊、局(ju)放試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、凝露試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、回路電(dian)(dian)阻、溫(wen)升試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、機(ji)械(xie)特性試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、機(ji)械(xie)壽命試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、密封(feng)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、壓力(li)耐(nai)受試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、短時與峰值(zhi)耐(nai)受電(dian)(dian)流試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、開斷和(he)關合試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、內燃弧試(shi)(shi)驗(yan)(yan)等項(xiang)目鑒定(ding)，所有項(xiang)目一(yi)次性順利通(tong)過了全部型式試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。

    通過合理(li)的(de)(de)布(bu)局(ju)帶電(dian)體(ti)以(yi)及絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)，優化帶電(dian)體(ti)以(yi)及絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)的(de)(de)形(xing)狀和(he)(he)(he)配合，結合嚴格的(de)(de)加工工藝和(he)(he)(he)裝(zhuang)配工藝，采用氮氣(qi)絕(jue)(jue)緣(yuan)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)研制出環(huan)保(bao)氣(qi)體(ti)絕(jue)(jue)緣(yuan)環(huan)網開(kai)關(guan)柜，不但可(ke)(ke)(ke)以(yi)滿足電(dian)網運行要(yao)求，還可(ke)(ke)(ke)以(yi)實現綠色環(huan)保(bao)的(de)(de)方(fang)針和(he)(he)(he)思路。綜(zong)合采用各種(zhong)經濟合理(li)安全(quan)的(de)(de)方(fang)式，不但可(ke)(ke)(ke)以(yi)解決溫(wen)升的(de)(de)問題，也可(ke)(ke)(ke)以(yi)實現合理(li)的(de)(de)散熱通道，該項(xiang)技術已經達到了國際(ji)領(ling)先水平。環(huan)保(bao)氣(qi)體(ti)柜不采用六氟(fu)化硫(liu)，采用氮氣(qi)作為絕(jue)(jue)緣(yuan)氣(qi)體(ti)，在設(she)計上(shang)和(he)(he)(he)生產上(shang)都(dou)是(shi)可(ke)(ke)(ke)行的(de)(de)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)逐步批(pi)量的(de)(de)推向(xiang)市場(chang)，通過這種(zhong)低碳環(huan)保(bao)綠色的(de)(de)方(fang)式，更(geng)好的(de)(de)服務于社會。