SF6全绝缘开关柜的结构特点和工程设计

SF6全绝缘开关柜的结构特点和工程设计

黄冬玥

（上海天灵开关厂有限公司上海 201808）

[摘要]

本文以上海天灵开关厂有限公司生产的LMG/LCG-12系列全绝缘开关柜为例，主要介绍了SF6全绝缘开关柜的结构、功能和特点，并论述了如何在10kV配网供电系统中进行SF6全绝缘开关柜的工程设计。

[关键词]

10kV；SF6；全绝缘；开关柜

1 引言

随着国家经济建设的快速发展，城市电网负荷越来越大，密度越来越高，城市电网供电方式逐步向环网型供电方式发展，环网供电技术以其独特的优越性在城网配电系统中得到了广泛运用。

SF6全绝缘开关柜是一种以低压力SF6气体作为绝缘和灭弧介质的开关柜，与SF6半绝缘开关柜相比，更具安全可靠，免维护，结构紧凑，小型化，易扩展，方案组合灵活多样等优越性，是环网供电和终端供电的重要开关设备。LMG/LCG-12系列全绝缘开关柜是由上海天灵和加拿大雷泽瑞奇公司合资生产的开关设备，本文综合这一产品的结构、性能和特点，就SF6全绝缘开关柜在10kV配网供电系统中如何进行工程设计作以下详细的论述。

2 SF6全绝缘开关柜的结构特点

2.1概述

SF6全绝缘开关柜以负荷开关、负荷开关-熔断器组合电器、隔离开关-断路器等主开关构成各功能单元和密封气箱，它将所有高压带电部分如负荷开关、接地开关、母线等密封在充有低压力SF6气体的不锈钢箱体内，以SF6作为灭弧介质，采用电动或手动储能弹簧操动机构，其母线通过母线连接器可以在左右方向任意扩展。适用于中压配电系统，可以根据不同的设计方案，任意排列，完成不同的配电任务。

2.2 SF6全绝缘开关柜的类型

图 1 LMG/LCG-12全绝缘开关柜的10种基本柜型

1、SF6全绝缘开关柜按功能可分为10种基本类型（见图1）：

（1）负荷开关柜（C）

主要应用于：电缆进出线的控制，接通及断开进出线电缆与母线，可使进出线电缆

三相同时接地，并具有短路关合能力。

（2）负荷开关+熔断器组合电器柜（F）

主要应用于：二次配电网容量在1250kVA及以下的终端配电变压器的控制和保护。（3）断路器柜（V2）

不仅可应用于：电缆进出线连接、分支、分段和控制等。

也可应用于：较大容量配电变压器的控制和保护。

（4）断路器母联柜（V2-CT）

主要应用于：两段母线的分段与联络。配有隔离开关和断路器，可以带负荷接通或

断开主母线。

（5）电缆引入柜（B）

主要应用于：进出线电缆的连接。进出线电缆与母线直接连接。

（6）计量柜（M）

主要应用于：供电部门电能计量。配有常规的电流互感器和电压互感器，以方便电力部门的校验。

（7）母联柜（I）

主要应用于：两段母线的分段与联络。可以带负荷接通或断开主母线。

（8）电缆引入柜（A）

主要应用于：电缆进线的引入。电缆接头与母线直接相连，用于进出线电缆的连接。（9）压变柜（CPT）

主要应用于：监测系统电压和提供操作电源。可以带负荷接通或断开电压互感器及

接地，电压互感器最大容量为500VA。

（10）压变柜（APT）

主要应用于：监测系统电压和提供操作电源，配有电压互感器并与母线直接连接，

电压互感器最大容量为5kVA。

2、SF6全绝缘开关柜按结构可分为模块式和共箱式两大类。

（1）模块式（LMG-12）：气箱为单气箱，即每间隔只有一个独立气箱。

（2）共箱式（LCG-12）：气箱为共气箱，即几个间隔共用一个气箱，每个模块最多具有四个功能单元。

2.3 SF6全绝缘开关柜的主要特点

1、全密封、全绝缘

所有高压带电部分全部密封在充低压力SF6气箱内，不受外界环境影响，如：污秽、潮湿、盐雾、小动物等。气箱采用进口3mm不锈钢板激光焊接完成，保证设备在运行中的高强度要求，防腐蚀，防涡流影响，防止长期使用中气箱焊缝因温差变化引起的气箱呼吸效应使得焊缝疲劳开裂，防护等级可达IP67，气密性非常好，可保证30 年不漏气。

2、柜体小型化

使用三工位负荷开关，有效减少零部件数量，实现了机械五防联锁功能。真空断路器充以SF6 绝缘气体使整体结构更紧凑，限流熔断器也向小型化发展。紧凑的结构设计，使占地面积大大缩小。

3、模块化设计

采用模块化的设计方案，其基本模块单元为负荷开关模块、负荷开关-熔断器组合电

器模块、隔离开关-断路器模块及其他特殊功能模块任意组合，任何模块之间都可以利用硅橡胶母线连接器实现任意扩展和连接。

4、零表压下耐压

即使发生漏气，或漏到零表压，仍能确保设备的绝缘和开断性能，正常使用。

5、全屏蔽可触摸电缆进出线

电缆连接采用DIN 标准型的电缆套管，安装可靠方便。

2.4 SF6全绝缘开关柜的结构特点

2.4.1 总体结构

SF6全绝缘开关柜总体结构分为两大部分，充气的密封箱体部分和操作机构室、电缆室、底架、泄压通道、低压室等不充气部分。高压主回路置于充气的密封箱体内，操作机构室位于正面的上方，电缆室位于正面的下方，泄压通道位于后下方，用全屏蔽电缆终端进出线。（见图2）

1.低压室

2.操作机构室

3.模拟线路图

4.电缆室

5.气压表

6.母线内锥套管

7.气箱

8.带电显示器

9.柜体

图 2 柜体结构

2.4.2 部件结构

2.4.2.1 密封箱体

气箱充以SF6气体，额定压力为0.03MPa,采用激光焊接全密封技术，并经过同步抽真空氦检漏，在整个运行寿命期间不需要重新充气而能保持安全操作。

2.4.2.2 三工位负荷开关

安装于气箱内的负荷开关有三个工位，合闸、分闸、接地三个位置。当动刀片位于分闸位置时，它有足够的绝缘距离。用一个操作手柄可以分别对主开关和接地开关进行合分操作，主开关和接地开关之间有机械联锁。

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