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1環(huán)網(wǎng)柜概述

充氣式環(huán)網(wǎng)柜是配電系統(tǒng)中的主要設(shè)備，其穩(wěn)定性與可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。充氣式環(huán)網(wǎng)柜以體積小、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)被更多的用戶所認(rèn)可。充氣式環(huán)網(wǎng)柜把多回路滅弧室、母線進(jìn)出線等部件密封在單一的氣箱中，氣箱為絕緣氣體SF。氣體提供一個(gè)密閉的容器，保證了產(chǎn)品長期穩(wěn)定可靠的工作。氣箱的設(shè)計(jì)和制造在機(jī)械強(qiáng)度、氣密性.表面耐腐蝕性等方面都有很高要求。

環(huán)網(wǎng)柜殼體形狀不同有箱式和筒式之分。由于箱式結(jié)構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)進(jìn)出線.配電方案的實(shí)施，但是箱式在承受壓力的局限性，使箱體不能夠承受太高的壓力。下面介紹一種環(huán)網(wǎng)柜氣箱的設(shè)計(jì)方法。與氣箱設(shè)計(jì)有關(guān)的環(huán)網(wǎng)柜額定參數(shù)見表1。

2材料選取

環(huán)網(wǎng)柜焊接氣箱常用材料主要有20g鋼板、不銹鋼板(1Cr18Ni9Ti)、防銹鋁板(5A05，5052)等。其性能對(duì)比見表2。

不銹鋼氣箱雖然價(jià)格較高，在同等強(qiáng)度下需采用薄板上焊接加強(qiáng)筋的方法達(dá)到了同樣的經(jīng)濟(jì)效果。另一方面由于我公司不銹鋼氣箱焊接設(shè)備齊全、工藝已成熟，材料規(guī)格齊全，不銹鋼具有優(yōu)易的防腐能力，無需表面防腐處理，無渦流損耗，相比其它兩種材料具有較大優(yōu)勢。綜合以上各種因素，氣箱采用不銹鋼板進(jìn)行焊接。

3主要尺寸設(shè)計(jì)及計(jì)算

圖1所示為環(huán)網(wǎng)柜焊接氣箱的典型結(jié)構(gòu)，主要由進(jìn)出線、操作孔、觀察孔、加強(qiáng)筋、固定塊等組成。與本體性能比較密切的關(guān)鍵尺寸主要有:氣箱內(nèi)腔尺寸L1×W1xH1、壁厚61。

3.1氣箱尺寸的確定(L1xW1xH1)

3.1.1確定雷電沖擊的擊穿場強(qiáng):確定高壓帶電體對(duì)地最小間隙。

《高壓斷路器原理和應(yīng)用》和《高電壓絕緣技術(shù)》中，SF6氣體間隙的工程擊穿場強(qiáng)下限值為:

六氟化硫環(huán)網(wǎng)柜最低功能氣體壓力為0.05MPa，因此，負(fù)極性雷電沖擊的擊穿場強(qiáng)為:

E，=75x(10x0.15)0.75=10.1kV/mm

3.1.2確定高壓帶電體對(duì)地最小間隙:

高壓帶電體對(duì)地最小間隙處在支撐絕緣子上，通過計(jì)算支撐絕緣子的電場如圖2，滿足電場要求，最終確定對(duì)地最小間隙。依據(jù)最小間隙準(zhǔn)則確定氣箱外形尺寸(L1xW1xH1)。

3.2氣箱壁厚的確定

箱壁厚度滿足材料的許應(yīng)應(yīng)力要求及氣箱允許變形量要求。通過軟件分析計(jì)算后得到氣箱的應(yīng)力分布(見圖3)及箱體形變(見圖4)，最終找到氣箱壁厚。

4制造工藝

焊接氣箱的制造工藝比較復(fù)雜，典型過程依次是:激光切割下料，數(shù)控折彎機(jī)折彎，焊上加強(qiáng)筋。拼裝成氣箱后采用數(shù)控激光焊接成型，著色探傷，密封面磨光。

5總結(jié)

在氣箱的設(shè)計(jì)過程中，除了要使氣箱滿足環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)要求，還應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性及加工單位的設(shè)備、技術(shù)、工藝特點(diǎn)，得出最合理的設(shè)計(jì)方案。