1概述

　　1.1 简介

　　中压金属封闭开关设备有两种绝缘方式，一种使用空气绝缘，另一种采用压缩气体绝缘。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。

　　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、SF6、N2等等）的封闭的壳体内的一种金属封闭开关设备。

　　1.2 分类

　　按绝缘方式可分为压缩空气式、SF6式、N2式或SF6与N2混合式，其中SF6绝缘方式用得最多。

　　按配用高压元件来分可分为负荷开关型、负荷开关+熔断器组合电器型、断路器型。

　　按壳体材料充气柜有两种：一种为铝筒式；另一为钢板式。如西门子公司的8DA10/8DB10型为铝筒式www.cechina.cn，8DC11型为钢板式。

　　2发展史

　　继普通空气绝缘开关柜之后，1982年Siemens公司率先开发出 SF6绝缘断路器柜。之后各大知名公司相继推出自己的产品，如ABB的Safe系列（见图1）、施耐德RM6、ALSTOM的FB系列产品。

　　3现状

　　从国外来看充气柜发展相当快，制造厂家相当多，而且应用比较广泛www.cechina.cn，已有相当多的产品进入国内；而我国在充气柜行业发展较晚，据我国高压开关行业协会统计，我国2001年的充气柜产量为零，从2002年开始起步www.cechina.cn，2002年有两制造厂家设计、制造了产品进行了产品的型式试验。

　　4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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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；

　　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。如2002年德国易北河泛滥，充气柜部分被淹，却很快恢复供电。这充分证明了充气柜不受恶劣环境影响的特点。

　　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。

　　5设计及制造要求

　　对于充气柜的制造需要考虑很多方面，其中最重要的是焊接与密封。现列举如下：

图1ABB之Safe开关柜结构图

　　1、吊环；2、电显；3、短路接地故障指示器；4、压力表；5、铭牌；6、模拟线路图；7、继电器；8、熔断指示；9、挂锁装置；10、电缆室；11、RTU安装室；12、Ronis锁；13断路器操作空；14负荷开关操作孔；15、接地开关操作孔；16、隔离开关操作孔；17分闸暗钮；18、合闸按钮；19、熔断器室。

　　5.1 外壳设计及检验要求

　　外壳需按中华人民共和国国家劳动总局1981年颁发的《压力容器安全监察规程》和按设备投产后不能复查的条件进行设计、制造，以确保材料、结构、焊接工艺及检验等的安全可靠性。

　　5.1.1外壳的设计温度

　　;在额定运行条件下外壳可能达到的最高温度。户内通常为环境温度的上限加上流过额定电流所造成的外壳温升。户外还应考虑日照和使用地点的环境条件的影响。

　　5.1.2外壳的设计压力

　　用来确定外壳厚度的压力。它至少等于内部故障时气体释放前的压力。

　　5.1.3对外壳和部件强度，无论是否通过计算确定，均应进行规定的试验。

　　5.1.4对焊接外壳的焊缝www.cechina.cn，除无法探伤部位外，应按规定进行无损探伤检查；关键部位焊缝及两种材料拼焊的焊缝应全部进行探伤；其它应探焊缝长度不少于其对接焊缝总长度的20%。

　　5.2 焊接要求

　　壳体的焊接质量要求严格，可采用激光焊或氩弧焊，焊完一点要进行检查。对焊接外壳的焊缝www.cechina.cn，除无法探伤部位外，应按以下规定进行无损探伤检查。

　　5.2.1关键部位焊缝以及两种材料拼焊的焊缝需全部进行摊上；

　　5.2.2其它焊缝探伤长度不少与其对接焊缝总长度的20%。

　　5.3 密封要求

　　外壳要求高度密封。对于动静密封采用相应的密封方法，可采用橡胶圈密封。

　　5.4联锁与闭锁

　　5.4.1 安装在主回路中的采用确保维修工作的隔离间隙的设备应有闭锁装置(例如 机械挂锁或电气闭锁预防闭合)；

　　5.4.2 接地开关无重开的危险：

　　5.4.3短路关合能力低于回路额定峰值耐受电流的接地开关与相连接的隔离开关联锁。

　　5.4.4 短路关合能力低于耐受额定峰值电流的开关或开断能力低于额定峰值正常电 流的隔离开关，应与相配的断路器联锁，以防止断路器处于合闸位置时开关或隔离开关的合闸或分闸。

　　5.4.5 当气体密度降