SF6气体绝缘环网柜

SF6全绝缘全封闭紧凑型金属开关设备部门：技术部日期：2015年9月姓名：版本号：PPT-CI-201102-A第2页目录气体绝缘环网柜的发展史及优势CVSER系列环网柜概述CVSER-12环网柜技术参数技术优势及主要元器件——技术优势技术优势及主要元器件——主要元器件生产设备CVSER系列环网柜主要功能模块产品应用领域一、气体绝缘环网柜的简介及优势1.1、环网柜定义为了提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形。这种供电方式简称为环网供电。通常采用环形网供电，所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜。一、气体绝缘环网柜的简介及优势1.2、中压开关的分类12kV中压电力系统开关设备根据绝缘方式主要分为三种：（1）空气绝缘环网柜该柜型出现较早、用量大，国内一般称作为开关柜典型设备：KYN28开关中置柜、XGN箱式开关柜（2）气体绝缘环网柜所谓充气柜是将高压元器件如母线、负荷开关、断路器、隔离开关、接地开关等密封在充有一定压力绝缘气体的封闭壳体内的一种金属封闭开关设备。一、气体绝缘环网柜的简介及优势气体绝缘环网柜根据结构不同又可分为以下2种：（1）半气体绝缘环网柜只有开关设备为气体绝缘，导体仍然采用空气绝缘。典型设备：SF6气体绝缘“气包式”环网柜：ABB的UniSwitch（2）全气体绝缘环网柜开关设备和导体都采用气体绝缘，防护等级高。

典型设备：SF6气体绝缘充气式环网柜：ABB的SafePlus、施耐德的SM6、驰纬电气的CVSER系列。一、气体绝缘环网柜的简介及优势1.3、充气柜的优势充气柜与一般的空气绝缘开关柜相比有众多的优势：用性能优异的SF6绝缘气体，大大提高了绝缘性能结构紧凑，占地面积小，有利于小型化发展采用了SF6气体，有效地提高了灭弧性能采用全封闭式结构，开关核心部件不受外界环境的影响采用免维护产品结构、大大减少了维护工作，降低维护成本一、气体绝缘环网柜的简介及优势1.4、SF6气体的特性SF6是一种人造惰性气体，无色、无味、无毒（正常状态下），微溶于水。相对密度是空气的5倍，分子量大约为146（氦气分子量大约为4）。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，在正常大气压下绝缘强度大约是空气的3倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。六氟化硫电解会产生有毒气体，并且是一种温室效应气体，地球的温暖化系数GWP：SF6气体分子是CO2的24000倍，SF6气体可以存在大气中3200年以上。二、CVSER系列环网柜概述安徽驰纬电气有限公司结合多年设计与制造经验，采用国际先进技术，采用计算机模拟辅助设计开发出新型SF6气体绝缘中压开关设备—CVSER-12系列环网开关柜。CVSER-12型全封闭SF6绝缘环网单元（简称环网柜）是一种全密封的供电单元，所有带电部件及开关全密封在一个不锈钢的壳体内，壳体内充有一定压力的SF6气体。整个开关装置不受外部环境影响，确保运行可靠性和人身安全性，并且实现了免维护。环网单元分户内和户外型。户外型是将户内型环网单元再密闭在一个金属外壳内构成的多路供电环网柜。环网柜适用于12kV、50Hz的三相交流配电系统，用于环网供电或终端供电。环网柜可安装在工矿企业、住宅小区、学校、公园等的配电系统，也可装入紧凑式型箱式变电站中，用于配电变压器的控制和保护。户内、户外型环网柜均可实现配网自动化。三、CVSER-12环网柜技术参数技术参数正常使用环境条件耐受内部故障能力实验（燃弧实验）环境温度额定短时耐受电流20kA/4s最高温度+55℃防护等级

最低温度-40℃SF6气室IP67湿度熔断器筒IP67

开关柜外壳IP3X最大平均相对湿度日平均≤95%月平均≤95%海拔高度≤2000米不锈钢气室板材厚度≥3.0mm

抗震能力8度特殊条件SF6气体压力（相对压力）20℃下为0.045MPa当开关柜安装在海拔高度2000年泄漏率≤0.01%米以上高度时，请与驰纬电气联系三、CVSER-12环网柜技术参数技术参数单位K模块T模块V模块负荷开关组合电器断路器额定电压kV121212额定频率HZ505050额定电流A630630630工频耐受电压相间、相对地及断口kV42/4842/4842/48雷电冲击耐受电压相间、相对地及断口kV75/9575/9575/95额定有功负载开断电流A630额定闭环开断电流A6305%额定有功负载开断电流A31.5额定电缆充电开断电流A31.5额定转移电流A1700额定短路开断电流kA31.5三、CVSER-12环网柜技术参数技术参数单位K模块T模块V模块负荷开关组合电器断路器额定短时耐受电流4skA2525额定峰值耐受电流kA6363额定短路关合电流（峰值）kA638063主回路电阻μΩ400400250机械寿命次10000500010000接地开关寿命次≥3000气箱内SF6充气压力（20℃）MPa0.040-0.045SF6气体年泄漏率≤0.01%内部燃弧实验25kA1s防护等级气箱IP67环网柜IP3XCVSER系列环网柜遵循IEC60056、IEC60129、IEC60265、IEC60298、IEC60420、IEC60694、GB3906-2006、GB3804-2004、GB1984-2014、GB4208-1993、GB/T11022-1999等标准

四、CVSER系列环网柜主要特点开关触头系统采用抗熔焊能力强的银与石墨合金,有效防止短路时触头发生熔焊,保证开关的分断、关合能力。气箱内有干燥剂和稳定剂AL2O3,促进SF6气体的加速还原并保持气箱干燥,保持开关运行的最佳环境。气室电场优化设计，大大提高绝缘强度,零表压状态下仍可正常运行。

简单优化的气箱结构高性能,高可靠性的负荷开关独立创新的灭弧栅罩，灭弧能力强,转移电流可达到1700A，满足大容量用户需求。负荷开关可以加过流保护装置,在0-630A范围内实现过流跳闸。

采用模块化的设计方案，其基本模块单元为负荷开关模块、组合电器模块、断路器模块及其它特殊功能模块。所有模块都可根据用户要求实现侧出线及侧扩展与顶部扩展的连接方式。最大限度地满足了供电方案的需求。

安全可靠性高灵活的侧出线和扩展方式(侧部扩展和顶部扩展)

可靠的五防联锁:三工位负荷开关实现相互闭锁,开关位置指示清晰,标配有带电指示功能,确保安全。可靠的泄压通道：防电弧故障设计,通过25kA内部燃弧型式试验。四、CVSER系列环网柜主要特点

年泄露率低:全自动真空箱氦检漏回收系统，确保年漏气率≤0.01%，SF6回收率98%以上,对用户与国家负责。自主研发的三工位开关机构，减少零部件20%以上，10000次机械寿命。独具特色的组合电器脱扣机构，彻底解决行业难题。

智能一体化运行周期长可提供配套的保护、遥控、检测、故障处理等功能的智能配网系统,工厂内一体化安装调试,使现场工作量达到最小。三、CVSER系列环网柜主要特点CVSER-12/24KV型系列设备的所有产品，可配置我公司SDT-D210配电自动化终端DTU。可根据用户要求加装各种位置开关附件，为日后系统的自动化升级提供了方便，减轻了用户的初次投资。SDT-D210配电自动化终端DTU是集遥信、遥测、遥控、保护、通信、电源管理于一体的新型配电网终端，适用于10kV开闭站、配电室、环网柜、箱变等场所。该终端基于数字信号处理技术和高速工业通信网络技术，实现高速工业现场总线级联，个体为“集中监控式”，整体为“智能分布式”。测控终端各功能插件独立设计，软硬件组态扩展灵活，支持在线远程故障诊断、程序升级、数据管理等高级应用功能，维护简易、操作方便。

运行周期长系统自动化四、CVSER系列环网柜主要特点

金属去离子珊灭弧是利用灭弧栅片将电弧路径拉长，使得电弧冷却，在电流过零时灭弧，结构紧凑，零件数少。通过调整灭弧栅片数量、灭弧栅片间距及灭弧栅片材质。寻求动触头与灭弧栅片的最佳距离等，使负荷开关额定转移电流开断能力达到1700A，达到了国际先进水平.。转移电流代表负荷开关最严酷的开断能力，从一定意义上说，转移电流大小直接反映开关的电性能。

五、

技术优势及主要元器件——技术优势操作机构具有独立的负荷开关操作轴和接地开关操作轴，且两轴之间有可靠的互锁机构，防止负荷开关与接地开关同时合闸。机械寿命高达5000次。具有负荷开关分闸脱扣功能：在熔断器组合柜中，当任一相熔断器熔断后，其撞击器应使负荷开关可靠分闸，此时即不能对负荷开关进行合闸操作，也不能使其保持在合闸位置。查明原因，更换熔断器，恢复操作功能电动操作机构：在原手动操作机构的基础上加装一套电动机及附件，即可扩展为电动操作机构。电动操作时严禁把操作手柄插入操作孔中，否则将无法实现电动操作（有相关的联锁存在）。接地开关只能手动操作，无电动操作方式。五、

技术优势及主要元器件——技术优势负荷开关操作机构触头系统开关触头系统采用抗熔焊能力强的银与石墨合金,有效防止短路时触头发生熔焊,保证开关的分断、关合能力。气箱内有干燥剂和稳定剂AL2O3,促进SF6气体的加速还原并保持气箱干燥,保持开关运行的最佳环境。气室电场优化设计，大大提高绝缘强度,零表压状态下仍可正常运行。五、

技术优势及主要元器件——技术优势

+V为了优化气箱内的电场分布，主母线设计为带R5圆角的矩形铜排（40*8），组合电器回路母线为Φ10铜棒；对可能引起的局部电场尖端的部位，如母线连接及固定处，均装了金属屏蔽罩，用以均匀电场，提高绝缘强度。

五、

技术优势及主要元器件——技术优势充气柜中的铜母线

+V原机电部在1991年为了保证生产SF6开关设备的质量，颁布了《SF6高压开关设备必备条件》，对35kV及以下高压开关厂提出以几点：1、应有空气洁净度100万以上，相对湿度低于75%的场地装配，并且有良好的通风换气条件。（特别在装配密封圈时一定要注意）2、设有SF6检漏小室、零部件清洗间、干燥装置。3、有可靠的SF6充放气及回收装置。4、水压试验和气密性试验装置。5、必备的检测条件和设备：理化检测、绝缘检测、SF6检测。6、健全的质量管理、工艺管理制度。密封技术：箱体的制造充分利用现代先进的德国通块激光切割机进行板材下料、折弯、并利用焊接机械手进行（我司采用德国KUKA系列机器人）焊接。焊接工程中采用变位机进行协调控制，保证大共箱环网柜一次焊接完成。进出线套管，机构采用O形圈或唇型密封圈并在安装表面涂硅脂进行密封。五、

技术优势及主要元器件——技术优势

+V充气柜生产的主要难题1、密封问题2、气体水分含量问题3、气箱变形问题密封技术：箱体的制造充分利用现代先进的德国通块激光切割机进行板材下料、折弯、并利用焊接机械手进行（我司采用德国KUKA系列机器人）焊接。焊接工程中采用变位机进行协调控制，保证大共箱环网柜一次焊接完成。进出线套管，机构采用O形圈或唇型密封圈并在安装表面涂硅脂进行密封。五、

技术优势及主要元器件——技术优势

+V充气柜生产的主要难题1、密封问题2、气体水分含量问题3、气箱变形问题微水检测及干燥：我公司使用的氦检漏仪具备微水检测功能，微水分辨率可达1ppm，响应时间最快为1min。SF6气体在冲入气箱之前经过干燥，符合国家要求，气箱内放置有干燥剂和稳定剂，有效地避免了气体水分问题。五、

技术优势及主要元器件——技术优势

+V充气柜生产的主要难题1、密封问题2、气体水分含量问题3、气箱变形问题焊接机器人技术：我公司德国库卡焊机机器人，极大地提高了焊接效率、减少人工劳动强度、提高焊接品质。焊接机器人在焊接过程中，只要给出焊接参数，和运动轨迹，机器人就会精确重复此动作，焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定作用。采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到质量的均一性，从而保证了我们产品的质量。焊接机器人响应时间短，动作迅速，机器人在运转过程中不停顿也不休息，但是工人上班时是不可能做到不停顿不休息，同时工人的工作效率也受到心情等因素影响，工人会请假、发呆、聊天，加班要给加班工资，而机器人就没有上述问题，只要保证外部水电气等条件，就可以持续工作，机器人性能稳定，这就无形中提高了企业的生产效率。五、

技术优势及主要元器件——技术优势电弧螺柱焊是当前工程中普遍应中的一种焊接方法。它分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种。其中普通电弧螺柱焊在焊接过程中的一个重要特征是焊接引弧采用拉弧方式，故称其为拉弧式电弧螺柱焊。电弧螺柱焊是将特制的螺柱提拉引弧，电弧将螺柱与工件对应区加热到熔化状态，此时断电利用焊枪的弹簧力将螺柱挤压到工件熔池中去。焊接过程中为了美观，采用氩气进行保护。

三工位负荷开关：开关具有合闸，分闸，接地三个工位。通过手柄可对开关进行各种操作，可避免接地时合闸。触头的动作速度与力度由操作机构弹簧来确定的，不会因操作者的不同而发生改变。当开关由合闸打到分闸时，依靠触头的速度和灭弧栅来熄灭电弧，并立刻切断电弧电流。负荷开关合闸示意接地示意分闸示意五、

技术优势及主要元器件——主要元器件知识扩展：现在市场也流行零表压与大电流1250A环网柜，其主要元件都是选用断路器形式。SF6用于绝缘，真空灭弧。市场现有零表压产品柜宽较宽，如采用一定的绝缘方式可以将柜宽做小。五、

技术优势及主要元器件——主要元器件真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小，电弧电压低，电弧能量小，开断时表面烧损轻微。因此，真空断路器的机械寿命和电寿命都很高。通常机械寿命和开合负载电流的寿命都在万次以上。允许开合额定短路开断电流的次数多在20次以上，特别适合于要求频繁操作的场所。断路器负荷开关+熔断器的组合装置,把对电器要求不尽相同的操作与保护两种功能分别由两种简单、便宜的元件来实现,即用负载开关来完成大量发生的负载电流的分、合操作,而用高压限流熔断器来起到短路保护作用,很好地解决了矛盾。这样,既可省去对复杂、昂贵的断路器的严格要求,又可满足实际的需要。发生短路故障时，弹簧式熔断器撞针弹出（行程25mm）触发开关的弹簧操动机构，使开关分闸。组合电器一般用在变压器容量＜1000kV·A的场合，变压器容量达到1000kV·A时，转移电流将达到1700A，而不能开断。五、

技术优势及主要元器件——主要元器件组合电器采用组合电器方式保护变压器的优点：1.开断空载变压器性能：使用SF6负荷开关开断空载变压器的性能比真空断路器好,因其灭弧能力按开断大短路电流设计,在开断空载变压器小电流时,容易发生强制灭弧,产生截流过电压。2.继电保护配合性能：在环网配电网络的首端断路器(变电所10kV馈出线断路器)的保护一般设置为速断0s,过流0.5s,零序0.5s。若环网柜中采用断路器,即使整定为0.5s,由于断路器固有动作时间的分散性,也很难保证不是首端断路器首先动作。而限流熔断器不受短路引起的压降的影响,在极短的时间内切除故障,不会造成越级跳闸。3.保护配电变压器性能：对保护配电变压器,采用SF6负荷开关+熔断器组合电器较断路器更为有效,有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。短路试验证明,当油浸变压器发生短路时,为使油箱不爆炸,必须在20ms内切除故障,限流熔断器具有速断功能,再加上其限流作用,可在10ms内切除故障并限制短路电流值,能够有效地保护变压器。而断路器的全开断时间由三部分组成,继电保护动作时间+断路器固有动作时间+燃弧时间,一般需要三周波(60ms),因而不能有效地保护变压器。即使是干式变压器,因熔断器的保护动作快,也比采用断路器好。五、

技术优势及主要元器件——知识扩展六、

生产设备1.德国通快冲裁一体化加工中心2.数控折弯设备3.气箱点焊夹具4.全自动焊接工作站六、

生产设备5.智能环网柜生产线6.真空箱氦检漏系统7.耐压测试装置六、生产设备——机器人焊接工作站描述1.焊接工作站将最先进的焊接技术应用在气体绝缘柜的生产上。2.焊接系统3.激光跟踪系统4.变位机TPS

5000工件位置偏差和尺寸多样性是造成焊接缺陷，生产力降低的重要因素。而激光跟踪系统能通过多焊枪精确定位来解决这些问题。用于实现与机器人协调运动，保证焊接时焊缝始终处于最佳焊接姿态。由AC伺服电机＋高精度无间隙RV减速器+伺服包（KUKA进口件）等组成。可以确保六共箱回路一次焊接完成（大部分厂家是做不到的）六、生产设备——机器人焊接工作站工作流程12\卸工件工件装卡焊接就绪卷帘门放下识别工件机器人定位调节姿态返回原点卷帘门打开恢复位置焊接完成卸工件在操作位置卸下夹具上焊接完成的工件\工件装卡将点固好的工件吊装到夹具上装卡焊接就绪按操作盒”就绪”按钮，夹具滑台动作，将变位机、夹具、工件滑到焊接房内识别工件工件检测传感器动作，判断工件种类机器人定位机器人滑台动作，将机器人滑到合适位置调节姿态机器人进行焊缝跟踪焊接，焊接过程中，变位机动作，机器人调整焊接姿态步骤解析视频演示六、生产设备——全自动生产线2.气动磨合测试工装：大大减轻人员劳动强度。50次的磨合试验只需要一个按钮全部解决。3.先进的隔音室：大大减轻噪音对人员的危害生产线生产线提高装配效率。±90°的翻转平台，使安装更加方便灵活。传统气体绝缘柜生产模式，年产12000单元需要80人左右，而引用生产线30人就可满足要求。气动磨合测