35kV C-GIS充氣柜的組成結構和工作原理介紹

歐應戰 孫杰

寧波天安（集團）股份有限公司 浙江寧波 315700

中壓開關柜在當前的電網網絡中占據著舉足輕重的地位。開關柜在經歷了改革開放前的緩慢發展，終于在改革開放后取得了突飛猛進的發展，現在我國的開關柜技術性能和功能上已經取得了長足的進步。

隨著電力需求在不斷的增大，尤其是中壓配電在電力系統中占據著舉足輕重的作用，中壓配電設備的開關柜的性能好壞直接影響著整個電力系統的安全運行。C-GIS充氣柜是上世紀末才發展起來專門應用于中壓電力系統中的配電設備，突出的安全性、可靠性使其得到了較快的發展，技術也是日新月異。此次對C-GIS充氣柜的組成結構和電氣原理進行介紹。

圖a

1 充氣柜的組成結構（圖a）

1.1 使用用途

用于發電廠、變電所、箱式變電站等，工頻為50HZ及60HZ，額定電壓為35kV及以下的三相交流母線的電力網絡，主要作為控制電能、接收電能及分配電能。

1.2 技術特點

具有高可靠、免維護、占地少、實用性強、防護等級高等特點。

主開關柜與柜體位固定安裝，封閉完善，五防閉鎖功能完整，殼體內充0.04Mpa壓力的SF6氣體，作為滅弧和絕緣的介質。充氣殼體內部氣體壓力由氣壓表監視。

充氣柜柜體按全密封性設計，無任何裸露帶電元器件，特別是適用于高海拔、惡劣環境地區[1]。

1.3 組成結構

柜體通常由六個具有獨立模塊（氣箱室）構成，即主母線氣箱室及三工位隔離開關氣箱室、真空斷路器氣箱室、電纜連接室、機構安裝室、電氣儀表室等組成。高壓部分充氣隔室由4-6mm不銹鋼板經加工后采用先進焊接技術而成，焊接變形量小，氣密性好，低壓部分隔室由優質冷軋鋼板經折彎后焊接而成（也可采用進口敷鋁鋅鋼板經數控加工后由高強度緊固件連接而成），每個氣箱室都設有單獨的泄壓通道。充氣殼體防護等級IP67，開關柜外殼防護等級IP4X。

2 充氣柜的工作原理

2.1 柜體的工作原理

充氣柜作為新一代的電氣設備，通常柜體內采用的斷路器有永磁操動機構真空斷路器和彈簧操動機構真空斷路器。充氣柜的原理是將一次母線、彈簧操動機構真空斷路器、三工位隔離開關、互感器（CT和PT）安裝在充有低氣壓壓力（0.1至0.7mpa）SF6或其他氣體的密封柜體內。柜內的元器件受外界環境的影響較小，如凝露、濕度及灰塵等。使用六氟化硫、氮氣或空氣等氣體來做絕緣密封，空間緊湊又間隔擴充簡便[2]。

2.2 充氣柜的彈簧操動機構真空斷路器工作原理

結構由外殼框架、導電觸頭、真空滅弧系統、絕緣部分、操動機構等組成。當機構內的合閘電磁鐵通電，電磁鐵線圈得電，推動拐臂及連桿使真空滅弧室的動導電桿動作，這時斷路器合上。當操動機構的分閘電磁鐵通電，電磁鐵線圈得電，這時真空斷路器在分閘彈簧的作用下迅速斷開。

圖b

2.3 充氣柜的三工位隔離開關機構工作原理

三工位是指三個工作位置：隔離合位置和隔離分位置（接地分位置）及接地合位置。

三工位隔離開關集中了隔離開關和接地開關兩者的功能，由一把閘刀來進行切換，在進行切換操作時，閘刀位置只能在三個工作位置的一端，這樣就能防止主回路帶電合接地刀閘。不像獨立的隔離開關和接地開關，相互獨立，沒有機械互鎖制約，隔離開關和接地開關之間就會發生誤操作現象。

充氣柜三工位隔離開關操動機構框體（圖d-1），安裝在機構內的活門主軸（圖d-2）與操作主軸（圖d-3）、安裝在活門主軸上的活門連鎖板（圖d-31）、安裝在操作主軸上的主軸連鎖板（圖d-21）。活門主軸連接有隔離開關操作手柄。活門連鎖板與活門主軸同軸聯動且通過活門主軸轉動而轉動，主軸連鎖板與操作主軸同軸聯動且通過操作主軸轉動而轉動；上述的活門連鎖板、主軸連鎖板一一通過活門主軸、操作主軸轉動形成三工位隔離開關隔離合位置、隔離分位置（接地分位置）及接地合位置。它能準確運行至三工位隔離開關的具體工作位置，有誤操作原理設置，也同時設置了電氣和機械控制聯鎖[3]。

圖c

圖d

3 結語

通過對C-GIS充氣柜的了解，也隨著電網容量的增大，公司對 C-GIS充氣柜的前景非常看好。最后希望大家能不斷的改進設計，更好的適應市場及用戶要求，更好的適應國家電力電網的發展。