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摘要：首先概述中压充气柜，之后介绍充气柜生产必备条件，最后说明充气柜生产的主要难题。
关键词：充气柜 ；气密式结构；压缩绝缘气体
【Summary】First I will introduce GIS cubicle.Then I will introduce the necessary condition of production of GIS cubicle.Finally I will illustrate the primary difficulty of production of GIS cubicle.
【Key Words】Gassing Switch Gas-Sealed Construct Condensed Insulation Gas
一、充气柜简介
柜式气体绝缘金属封闭开关设备（简称C-GIS充气柜），是近十几年来国外新发展起来的高新技术系列产品，逐渐成为金属封闭开关设备的一个重要品种。C-GIS充气柜是将所有高压元件诸如母线、断路器（或负荷开关）、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力SF6气体的不锈钢壳体内的中压设备。其突出特点是不受外界环境条件的影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等，安全、可靠性高、操作简单、免维护、安全方便等。可用在环境恶劣的场所。还有一个重要的特点是，由于使用了绝缘性能优异的SF6气体，大大缩小了柜体的外形尺寸，有利于向小型化方向发展。
二、浅析充气柜生产基本条件
SF6气体在中压金属封闭开关设备中的使用，推动了中压开关制造业水平的提高。但SF6气体在电弧放电时，分解形成硫的低氟化物，这些分解物既有毒又对许多绝缘材料和金属材料有腐蚀作用。另外SF6气体对环境温度也有一定的影响（温室效应）。对35kV及以下SF6高压开关生产厂必备条件提出有关要求。简要的说：
1、应有空气清净度高，相对湿度低于75%的场地装配，并且有良好的通风换气条件。（特别是在装密封圈的时候一定要注意）
2、设有零部件清洗间、干燥装置。
3、有可靠的SF6充放气及回收装置。
4、气密性试验装置。
5、必备的检测条件及设备：理化检测；绝缘检测（包括耐压和局放）；SF6气体检测（漏气率和微水）。
6、健全质量管理、工艺管理制度。
三、充气柜生产的主要难题：
1、密封问题：
（1）漏气率的要求
漏气率一直是各生产厂家和用户关注的焦点。SF6充气柜年漏气率都在0.5%以下。开关使用寿命一般都在30年左右。密封要考虑到密封元件的压缩量、寿命、老化、可靠性方面的因素。当SF6气体泄漏到一定时候导致绝缘性能下降而发生事故，因此密封问题必须重视。
（2）防止漏气的方法
SF6负荷开关普遍采用密封圈来实现气体的动静密封（ABB的SFG、施耐德的RM6开关）；也有极个别采用不锈钢焊接和密封圈相结合的密封形式（VEI的SF6开关）；充气柜的密封方式有焊接密封、密封圈密封及金属波纹管密封等。采用了焊接密封，要保证焊缝的气密性，一般焊接设备和焊接技术达不到要求，至少要用氩弧焊或激光焊接设备进行焊接，以保证焊接质量。
（3）漏气的检测
常用的SF6气体检漏方法有两种：一是定性检漏即查漏点；二是定量检漏即密封24h后测量密封容积内的气体浓度来推算年泄漏率。
另外还要考虑环境因素对密封性能的影响，如高温或低温条件下密封性能是否满足要求。
2、气体水分含量问题：
（1）微水的危害
SF6气体水分含量是SF6开关质量的主要检测指标之一，其大小直接影响了开关的绝缘和开断性能（特指采用SF6绝缘和灭弧的开关）。
（2）控制微水的方法
对于新SF6气体，首先要检验气体本身水分含量，不超过规定值（一般水分含量为15 ppm）。
密封箱体放入适量干燥后的吸附剂，吸附剂可以用来吸附水分以保证密封箱体内的水分含量不致超出标准规定。密封箱体内所有的零部件、标准件都要严格按各元件的烘烤温度、烘烤时间进行烘烤，严格控制零部件本身的水分含量，并且保证零部件的封装时间。
SF6开关设备抽真空、充气时，用高纯氮气清洗充气管道，控制管道中水分的含量。
3、零部件质量问题：
零部件质量好坏直接关系产品质量的好坏。SF6充气柜都是免维护或少维护的开关设备，一旦密封箱体内的零部件有质量问题，将极有可能造成整台开关设备的报废。
保证零部件质量就要严格控制零部件的材料、加工工艺和检验方法，其机械强度、電气性能等各方面参数满足产品的要求。对要求装入的零部件进行严格的检查，对整个装配工艺过程要求给以更加严格的工艺过程控制和工序检验的控制，以保证装配的正确性和一致性。特别是密封箱体内的传动环节和触头的表面的润滑应该是在整个产品寿命周期内永久有效的，触头的接触压力应该严格控制，开关主回路电阻值寿命周期内满足产品技术要求。
4、箱体变形问题
对于气箱体来说要承受很大的压力，特别是在抽真空的时候，这个时候箱体内部要承受很大的压力，如果不处理好变形的话，很可能导致内部零部件的损坏，密封处也会漏气。现在一般的处理方法有：一种方法是对箱体薄弱地方加加强筋；另外一种就是采用等压抽真空的方法，保证其箱内外压力差很小，从而保证箱体不变形。
结束语：综上所述柜式SF6充气柜由于具有一些别的开关柜所没有的特点，有较大发展空间，所以值得推广，当然由于柜式SF6充气柜具有一定的技术含量，若从事充气柜的生产对于人员、环境和设备具备较高的要求，另外要解决一些技术难题才可。本文所述希望能够对已从事或想从事充气柜制造的企业有所帮助。
关键词：充气柜 ；气密式结构；压缩绝缘气体
【Summary】First I will introduce GIS cubicle.Then I will introduce the necessary condition of production of GIS cubicle.Finally I will illustrate the primary difficulty of production of GIS cubicle.
【Key Words】Gassing Switch Gas-Sealed Construct Condensed Insulation Gas
一、充气柜简介
柜式气体绝缘金属封闭开关设备（简称C-GIS充气柜），是近十几年来国外新发展起来的高新技术系列产品，逐渐成为金属封闭开关设备的一个重要品种。C-GIS充气柜是将所有高压元件诸如母线、断路器（或负荷开关）、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力SF6气体的不锈钢壳体内的中压设备。其突出特点是不受外界环境条件的影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等，安全、可靠性高、操作简单、免维护、安全方便等。可用在环境恶劣的场所。还有一个重要的特点是，由于使用了绝缘性能优异的SF6气体，大大缩小了柜体的外形尺寸，有利于向小型化方向发展。
二、浅析充气柜生产基本条件
SF6气体在中压金属封闭开关设备中的使用，推动了中压开关制造业水平的提高。但SF6气体在电弧放电时，分解形成硫的低氟化物，这些分解物既有毒又对许多绝缘材料和金属材料有腐蚀作用。另外SF6气体对环境温度也有一定的影响（温室效应）。对35kV及以下SF6高压开关生产厂必备条件提出有关要求。简要的说：
1、应有空气清净度高，相对湿度低于75%的场地装配，并且有良好的通风换气条件。（特别是在装密封圈的时候一定要注意）
2、设有零部件清洗间、干燥装置。
3、有可靠的SF6充放气及回收装置。
4、气密性试验装置。
5、必备的检测条件及设备：理化检测；绝缘检测（包括耐压和局放）；SF6气体检测（漏气率和微水）。
6、健全质量管理、工艺管理制度。
三、充气柜生产的主要难题：
1、密封问题：
（1）漏气率的要求
漏气率一直是各生产厂家和用户关注的焦点。SF6充气柜年漏气率都在0.5%以下。开关使用寿命一般都在30年左右。密封要考虑到密封元件的压缩量、寿命、老化、可靠性方面的因素。当SF6气体泄漏到一定时候导致绝缘性能下降而发生事故，因此密封问题必须重视。
（2）防止漏气的方法
SF6负荷开关普遍采用密封圈来实现气体的动静密封（ABB的SFG、施耐德的RM6开关）；也有极个别采用不锈钢焊接和密封圈相结合的密封形式（VEI的SF6开关）；充气柜的密封方式有焊接密封、密封圈密封及金属波纹管密封等。采用了焊接密封，要保证焊缝的气密性，一般焊接设备和焊接技术达不到要求，至少要用氩弧焊或激光焊接设备进行焊接，以保证焊接质量。
（3）漏气的检测
常用的SF6气体检漏方法有两种：一是定性检漏即查漏点；二是定量检漏即密封24h后测量密封容积内的气体浓度来推算年泄漏率。
另外还要考虑环境因素对密封性能的影响，如高温或低温条件下密封性能是否满足要求。
2、气体水分含量问题：
（1）微水的危害
SF6气体水分含量是SF6开关质量的主要检测指标之一，其大小直接影响了开关的绝缘和开断性能（特指采用SF6绝缘和灭弧的开关）。
（2）控制微水的方法
对于新SF6气体，首先要检验气体本身水分含量，不超过规定值（一般水分含量为15 ppm）。
密封箱体放入适量干燥后的吸附剂，吸附剂可以用来吸附水分以保证密封箱体内的水分含量不致超出标准规定。密封箱体内所有的零部件、标准件都要严格按各元件的烘烤温度、烘烤时间进行烘烤，严格控制零部件本身的水分含量，并且保证零部件的封装时间。
SF6开关设备抽真空、充气时，用高纯氮气清洗充气管道，控制管道中水分的含量。
3、零部件质量问题：
零部件质量好坏直接关系产品质量的好坏。SF6充气柜都是免维护或少维护的开关设备，一旦密封箱体内的零部件有质量问题，将极有可能造成整台开关设备的报废。
保证零部件质量就要严格控制零部件的材料、加工工艺和检验方法，其机械强度、電气性能等各方面参数满足产品的要求。对要求装入的零部件进行严格的检查，对整个装配工艺过程要求给以更加严格的工艺过程控制和工序检验的控制，以保证装配的正确性和一致性。特别是密封箱体内的传动环节和触头的表面的润滑应该是在整个产品寿命周期内永久有效的，触头的接触压力应该严格控制，开关主回路电阻值寿命周期内满足产品技术要求。
4、箱体变形问题
对于气箱体来说要承受很大的压力，特别是在抽真空的时候，这个时候箱体内部要承受很大的压力，如果不处理好变形的话，很可能导致内部零部件的损坏，密封处也会漏气。现在一般的处理方法有：一种方法是对箱体薄弱地方加加强筋；另外一种就是采用等压抽真空的方法，保证其箱内外压力差很小，从而保证箱体不变形。
结束语：综上所述柜式SF6充气柜由于具有一些别的开关柜所没有的特点，有较大发展空间，所以值得推广，当然由于柜式SF6充气柜具有一定的技术含量，若从事充气柜的生产对于人员、环境和设备具备较高的要求，另外要解决一些技术难题才可。本文所述希望能够对已从事或想从事充气柜制造的企业有所帮助。