浅谈充气柜密封性能

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摘要：首先概述何谓充气柜，阐述了SF6充气柜生产制造当中的几个重要性能指标要求，重点阐述密封气箱的密封性能的要求及设计、装配及控制方法，另外就是充气柜在现场安装时候避免产生对密封性能产生的破坏或者影响。

关键词：充气柜；气密式结构；气体；密封性；焊接密封；动密封；静密封；并柜；安装

概述

1.1简介

中压金属封闭开关设备常见的有两种绝缘方式，一种使用空气作为绝缘介质，另一种采用压缩绝缘气体绝缘介质。前一种出现较早，用量大，国内一般称作开关柜，后一种习惯称做充气柜。近几年出现一种以环氧树脂作为主要绝缘介质的固体柜，从目前来看还不够成熟，还处于不断摸索和积累的阶段。

所谓充气柜即将高压元件（如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、互感器、母线等等）密封在充有较低压力的压缩气体（如压缩空气、CO2，SF6、N2，或者是两种气体的混合气体等等）的封闭的壳体内的一种金属封闭开关设备。本文所述的为中压SF6充气式环网柜，以下简称充气柜。

1.2优势

充气柜与一般的空气绝缘柜相比拥有众多的优势。

•首先由于采用性能优异的压缩气体，大大提高了绝缘性能，压缩气体绝缘性能为空气的2∽3倍，并且随着电压等级的升高，优势更加明显。由于此优点便于设计较小的柜体尺寸，有利于向小型化发展，目前来说土地很紧张，小型化发展很有必要；

•其次由于采用性能优异的压缩气体，有时还能提高灭弧性能；

•再次由于采用气密式结构，应此不受外界的环境（如凝露、污秽、小动物及化学物质等等）的影响，可用于恶劣的场所；

•最后由于采用免维护产品结构，大大降低了维修工作，减少了维修的费用。

鉴于以上各种优势，充气柜现在使用比较广泛，国外从事开关设备生产和制造的公司均有此类产品，国内也有很多厂家在进行设计和制造。

2充气柜需要保证的重要性能指标

充气柜的生产工艺很重要，由于这类产品的固有特点，它有一些不同于一般开关设备的装配问题。主要表现在气箱的密封性能；气箱内SF6气体的水分控制；清洁度的控制；绝缘结构的设计；导电回路温升要求等等。本文着重从两个方面介绍如何保证充气柜的密封性能，一方面是气箱的密封性能的要求及设计、装配及检测方法，另一方面是现场安装时候如何保证不对密封产生影响。

3密封性能的要求

•要保证气箱焊接的密封性能；

•要保证静止的连接部位及辅助产品密封性能；

•要保证传动部位密封性能。

4在设计和生产当中如何保证充气柜密封性

4.1气箱的焊接

气箱的焊接是影响产品质量和生产效率的关键工序，焊接要保证箱体的强度和精度，更要保证气密性。国内厂家一般采用的是氩弧焊或气体保护焊，由于不锈钢板传热很快，即使是在焊接夹具中完成全部焊接，总存在焊接变形，焊接变形的存在对密封表面、装配调试都带来不利的影响，焊接的气密性也得不到有效保证。现在一般国外厂家大多采用更为先进的激光焊接。激光焊接具有焊接速度快、效率高、焊缝窄热变形小、易柔性化等优异特点，非常适合规模化生产。但是，激光焊接对箱体的结构形式、不锈钢板材下料精度、焊接夹具设计也提出了更高要求。焊接时应设定规定的焊接电流、速度等等要求，设计合理的焊接搭接面和焊缝走向，对于焊缝都应进行X光探伤检查。

4.2静止连接部位的密封

此处主要针对静密封来说的，普遍采用密封圈来实现气体的静密封。

•密封件至少应有二十年以上的使用寿命，应具有永久变形小，耐气候老化性能好的特性。

•目前较多采用三元乙丙橡胶。

•静密封多采用O型密封圈，结构上采用单层密封圈为多，设计的压缩量一般为10%--20%，也有采用双层结构的。

•密封表面的处理也相当重要，首先用无水酒精清洗整个密封面和密封槽，然后用绸布或无纤维的高级卫生纸反复擦净。密封面应光亮洁净，无划痕，无锈斑。密封槽内不得留有布毛，毛发等纤维状物。

•密封圈应检查是否平整，光滑，无缺陷。

•然后再用无水酒精擦洗，表面涂上密封脂，在密封槽外的法兰结合面应涂敷防锈涂料，以防大气腐蚀。

•最后将处理好的密封圈放在槽内，加上封盖，并用力矩扳手均匀上紧标准件。

4.3传动部位的密封

此处主要针对动密封来说的，主要采用的密封方式有：

•双层O型密封圈密封结构，此结构的设计及装配要求同上述静密封结构。

•金属焊接波纹管结构，此结构一般使用直线运动的产品。

•油封结构与静密封结构的结合。

•一种比较新颖的结构，磁流体与O型密封圈结合的结构。

磁流体密封技术是在磁性流体的基础上发展而来的，当磁流体注入磁场的间隙时，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。

磁流体密封装置的功能是把旋转运动传递到密封容器内，常用于真空密封。

5如何通过检验手段和方法保证充气柜生产过程中密封性能

充气柜的装配是一个复杂的过程，应此必须在装配的每一个环节设置检测手段，才能确保最终的产品质量，减少返工，尤其是对箱体半成品的过程检漏。焊接箱体的检漏通常采用的方法有水浸法、涂抹肥皂泡等方法，但这些方法无法定性检测出漏气的程度，对半成品也难于作出合格与否的判定；此时可采用便携式定性检测仪器进行检测；对于最终的成品必须采用定量的检测手段检测，要求满足国家相应的年漏气率标准。目前比较好的方法是采用氦质谱检漏的方法，利用对氦气非常敏感的传感器的传感，定性定量检测漏气情况，以便及时采取纠正措施。

6如何保证充气柜现场安装不对密封性能产生影响

充气柜生产出来之后，在现场的装配也很重要，往往我们发现开关在公司检测均合格，不存在漏气的问题，但是在现场安装之后发现气体漏气，这里的原因主要会有运输过程的影响，现场调装和运输的影响，但大多数会是因为安装不当导致的漏气。这里我们主要针对安装来介绍一下，主要如下两种安装情况。

6.1出线套管电缆附件安装

防止漏气装配时主要注意如下几个方面：

•装配时要有足够空间，便于装配；

•装配时需要用力矩扳手按照标准要求固定内部的电缆附件连接；

•电缆从电缆沟内穿进箱体时，一定要在出线套管端面的正下方，垂直进入并且牢固固定，不能让电缆下部斜扭着。对三芯电缆，特别是240mm2及以上的大截面铜芯电缆，必须保持足够的分相长度，也就是分支手套尽量靠下安装，同时，三相线芯长度一定测量准确，两个边相不能出现长短腿。对同一个间隔连接双电缆的情况尤其应该注意。这样，才能保证三相线芯对称、垂直、不扭曲。

•装配前后观察压力表是否有变化。

6.2并柜安装

6.2.1顶端连接方式

•装配时要有足够安装空间，便于装配；

•装配时需要用力矩扳手按照标准要求固定内部的电缆附件连接；

•装配前后观察压力表是否有变化。

6.2.2侧向连接方式

•装配时要有足够空间，便于装配；

•装配时需要用力矩扳手按照标准要求固定内部的电缆附件连接；

•并柜的平面要有平面度的要求；

•并柜的时候要有导向装置；

•并柜要有限位装置；

•并柜的时候注意各相的同步；

•装配前后观察压力表是否有变化。

7结束语

综上所述做好充气柜一定要保证充气柜的密封性能要求，体现在结构设计、焊接加工、生产装配，现场安装和检测检验等等各个环节，每个环节都要做好。

参考文献：

1电器制造技术手册/孟庆龙主编北京：机械工业出版社

2杭州维科磁电技术有限公司网站资料