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全绝缘全密封技术在SF6环网柜中的应用

近年来,我国电力工业发展很快,新技术和新设备不断涌现。其中气体绝缘环网柜,由于采用了气体绝缘技术,可以不受外界环境的影响,运行既安全可靠又免维护,并且具有体积小、占地面积少等优点,因此备受用户欢迎,发展非常迅速,已被广泛应用于各类供配电系统。

SF6的分子比较容易吸附电子变为负离子,而且它们的分子量和分子直径比较大,使得电子在其中的平均自由行程缩短,因此游离过程大大削弱,同时也加强了带电质点的复合过程,所以其灭弧能力是空气的100倍以上。SF6同时是一种理想的气体绝缘介质,在均匀电场中SF6的绝缘强度约为空气的2.5倍。优良的理化特性使SF6成为高压设备的绝缘和灭弧理想介质。

环网柜主要是由导电体和绝缘组成的。各种绝缘材料(又称电介质)将设备不同电位的导电体之间及与大地可靠地隔离。绝缘体是电气设备中的关键部分,同时也是比较薄弱的部分,其性能优劣决定着设备及系统能否安全、可靠地运行。电力工程上最普通的是采用空气介质作为电气设备的外绝缘(设备外壳外部的绝缘),然而,实验表明,同一气隙在不同的大气条件下的击穿电压是有所不同的。因为大气压力、温度和湿度都会影响空气的密度,电子的自由行程、碰撞游离及吸附效应,势必影响气隙的击穿电压。因此,空气绝缘的常规配电设备,由于仅仅依靠空气和绝缘子使带电部分与地、相与相之间绝缘,并不适合于安装在加强外绝缘有困难的高海拔地区以及工作环境潮湿、严重污秽、多尘多沙等场所。有鉴于此,GIS技术应运而生。GIS实际上是将一座变电所中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线等主要元件,经优化设计有机地组合成一个整体,并全部封闭在密封的金属容器内(通常是铸铝金属件),其间充以一定压力的SF6气体。

目前我国GIS使用的起始电压通常为60kV。 H-GIS称作混合式气体绝缘开关设备。这种设备的开关通常采用六氟化硫气体绝缘开关装置,但是母线却是开敞式的。因此,有人将其称为不封闭母线的GIS或半封闭半绝缘开关设备。H-GIS相对于GIS来说,能节约一些资源,降低制造成本。高绝缘强度的气体充斥着整个金属容器空间,实现了对容器内电器元件外绝缘的全绝缘。又因为元件受到容器的全封闭,也就完全隔离了有害的盐雾、沙尘、潮气等,排除了外界环境条件的影响。GIS以全绝缘全封闭的技术迅速在电力工业领域推广。

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