中压充气柜是近年来在工作里新开展起来的小型、智能化的中压开关设备，且已逐步成为现在金属封闭开关设备的一个重要品种。工作中各个国际大公司也纷繁推出相应产品，并快速的在市场上推行。

1特征和用途

中压充气柜是将一次回路主元件装在密封的金属箱体中，内充稍高于大气压的SF6气体或其混合气体作为绝缘介质，并以电缆终端作为进出线，整个高压体系处于完全封闭的情况，不受外界环境条件影响。它是全体小型化高安稳性、免保护的气体绝缘开关设备。

1.1特征

(1)小型化，如40kV电压等级的充气柜占地面积、体积与12kV的空气绝缘柜恰当。

(2)可靠性高，不受环境影响。

(3)免保护或少保护。

(4)现场设备便利。

1.2用途

在环境条件比较恶劣的区域和污染严峻的地方，最佳的中压配电设备就是—z因占地面的区域，大型工矿企业，高层建筑等场合，因占地面积、空间限制，需求运用这种设备。如北京、上海、广州、南京、西安等数十个城市正在建设或筹建的地铁、轻轨，每条地铁线路需求充气柜约200面。

现在国内严酷环境下运用的开关设备往往运用高出一级电压的国产设备或从国外进口充气柜。因此开发充气柜具有很高的技术经济价值和社会价值。

从国外产品的开展情况可以看出充气柜的市场占有率在不断上升。西门子公司的8DA10/8DB10型充气柜在1982~1999年的17年中已出产2000O面(恰当于每年出产1700多面)，向国际上54个国家的400多个用户供货。德国对工业电网用的中压开关设备作过大规模查询，查询结果闪现，现时中压充气柜在12kV占5%，24kV占9%，而在36kV占19%。从往后运用看，充气柜在12kV等级以上将会占到90%以上。

开展进程及开展前景

1开展进程

起先开发的充气柜是充0.25MPa以上额外压力的SF6气体，与此充气压力相适应选用圆简形外壳。1980年，日本开发了充气压力为0.2MPa以下并选用柜形外壳的84kV电压等级的充气柜。1982年，西门子公司首要研宣布配真空断路器的8DA10/8DB1O型充气柜。其结构安顿很像高压充气柜，是单相圆筒式结构。以后，各大电气公司纷繁推出自己不同系列的中压C-充气柜。如ABB公司的Zxo、Zx1，ZX2型;三菱公司的20-cx，30-GX型;西门子公司的8DH10、NXPLUS型等。

从国外中压充气柜开展进程可以看出以下特征。

(1)箱体从圆简型转向柜型:西门子、三菱、AEG公司前期产品是圆筒形。但其后期研制的产品都改为柜式结构。这是由框式结构充气柜具有体积小、占地面积小、保护功用好﹑结构简略等特征决议的。

(2)结构简化:前期研制的充气柜分红许多气室，如母线、阻隔开关、断路器、电流互感器及电缆进出线等气体距离。但由于充气柜具有不受环境影响、可靠性高、不易保护等特征，所以现国外研制的中压充气柜都只剩下1个或2个气室。

(3)元件组合化:几乎悉数的中压充气柜都是把阻隔开关和接地开关组合成一体成为三工位阻隔接地开关。现在ABB公司的ZX1、ZXO型C-充气柜，AEG公司的ECO2型充气柜，都将三工位阻隔开关同断路器组合成一体，电压互感器、电流互感器组合成一体，使得元件愈加简略，操作调试更为简练。

(4)简化主接线方法:现在的开关柜主接线在断路器两边都有阻隔和接地开关。现国外将线路侧的阻隔和接地开关撤消，简化了开关柜的结构下降了制造本钱。

(5)完毕操控、监测、保护、确诊、闪现等智能化:将传统的电磁式电压互感器、电流互感器改为新式的传感器。如ABB公司的ZX1、ZXO把电流互感器用Rogowski线圈代替。元器件体积小、动态丈量规模大、可靠性高、本钱低。

2开展前景

(1)研讨非SF6气体中的绝缘技术，完毕无SF6化。

(2)开发缺点确诊体系。

(3)智能化，完毕情况监测，建立计算机辅佐保护体系。

(4)通过模块化、小型化规划，下降成本。

充气柜的开发技术和制造基础

1技术基础

(1)真空断路器可靠性的跋涉为将真空断路器密封在SF6气体中供给了条件。

(2)对SF6气体的研讨得出跋涉气体压力对不均匀电场耐受电压的跋涉没有太大效果。由此标明可按挨近大气压的充气压力规划，有利于处理密封壳体的强度.刚度、密封性等问题。

(3)相等压力下SF6气体的分子量大、黏度小，故对流传热比一般气体更为有用。只需选用一些散热方法，如下降导体损耗、下降涡流损耗、跋涉辐射率、增大散热面积、选用冷却技术等，就可处理温升问题。

(4)跟着计算机技术的开展，简略完毕开关柜的智能化。

2制造基础

(1)壳体焊接是密封箱体制造的关键工艺。国外先进的激光焊接已许多引入，使壳体焊接工艺得以处理。

(2)为确保产品的密封性、电场均匀性、零部件的方位精度和规范精度，需求选用先进的数控加工设备。我国近些年加工数控化水平有了长足跋涉，数控机床拥有量已明显增加。激光切开技术也得到了广泛应用。

(3)框体的饭金工艺近几年来已有长足跋涉，GZS1拼装式开关柜选用敷铝锌板制造，不只省去了表面处理工序，并且成型性，定型性和冲剪性都非常好。用敷铝锌板制造的开关柜，选用多重折弯工艺，使2mm的板材具有4mm角钢的强度;用拉铆工艺处理板料的联接。

国外首要产品

现在国外出产充气柜的厂家有ABB、西门子、东芝、三菱、AEG、SE(瑞士)，MG(意大利)、Alstom。下面介绍ABB和西门子的代表产品。

1西门子公司NXPLUS型充气柜

NXPLUS型C-充气柜是西门子公司1998年推出的，如图1所示。它将充气柜概念与常规固定式开关

柜概念在现代绝缘技术、加工技术、数字技术基础上有机地结合，充分利用了SF6出色的绝缘功用和充分发挥了空气绝缘固定式开关框的灵活性。选用多样化的模块化结构，可拼接成各种单母线主接线计划。可依据需求将气室划分红二气室或三气室，各气室之间用规范的固体绝缘联接器联接，联接器外面依据需求可设备穿心式电流互感器。固体绝缘联接器模块还作为柜与柜之间的母线联接。母线室装有一个翻滚闸刀式三工位阻隔开关。悉数充气外壳由不锈钢板焊接。电压等级24kV，40.5kV。SF6气体额外压力为0.O5MPa(20℃表压)，额外电流2500A，额外短路开断电流31.5kA;外形尺寸为宽600mm×高2450mm×深1600mm。一体小型化真空断路器水平卧式摆放，功用安稳、可靠、免保护。三工位阻隔开关为翻滚闸刀式，沿柜深方向安顿，由绝缘连杆完毕三相联动，并完毕三个工位。

气室分为母线气室和断路器气室。母线气室装有三工位阻隔开关。断路器气室除装有断路器外，还装有外锥式电缆插接件，并带有外锥式电压互感器联接插座，电缆在柜体下方前部出线。母线气室和断路器气室间可设备电流互感器，外锥式电缆插接件处也可设备电流互感器。各气室都是由不锈钢板焊接而成，均装防爆安全膜。数字式操控器设备于面板上，可编程、闪现、操控，用于操控和保护。多条电缆并联，柜体下方出线。

2ABB公司ZX2型充气柜

ZX2型中压充气柜是新一代智能化高新技术产品，如图2所示。单母线为二气室，双母线为三气室。双母线时母线前后摆放。各母线气室装有一个直动式三工位阻隔开关。悉数充气外壳由不锈钢板焊接。各部件、元件规范化，数量少，组合便利。母线气室与断路器气室间用气阻隔缘子联接。柜与柜之间用复合绝缘母线联接器联接。电压等级12~36kV，额外电流2500A，额外短路开断电流31.5kA;充气压力为0.02MPa(表压);柜体外形尺寸为宽600mm×高2300×深1710mm。1250A以上柜宽800mm。

一体小型化真空断路器水平卧式摆放，功用安稳、可靠、免保护。配有光纤方位传感器，与密封盖板一起作为一个部件独立设备、调试。

三工位阻隔开关为直动式，圆形导电杆，绝缘丝杠翻滚使导电杆直动完毕三个工位。气阻隔缘子既作支撑绝缘子又做绝缘套管。零件数量很少，电场分布均匀。配有光纤方位传感器，完毕方位信号的传输与切换。

运用电流/电压组合式传感器，体积大大缩小，本钱下降。可时间精确地对体系的参数进行监测，并依据情况信息在需求保护时可供给必要的信息和提示，减少了保护本钱，增强了体系的可靠性。

智能型二次体系。操控和保护单元自身履行悉数开关操作和实行任何方法的误操作的联锁。可闪现悉数设备的情况和测定值。

国内首要产品

GZX系列充气柜，该系列电压等级为12~40.5kV，电流等级为630~200OA。

首要技术参数见表1。外形尺寸见图3、图4。

选用单气室结构和模块化规划，由外表箱、充气箱、泻压通道、电缆室四部分组成。首要元件为:母线联接器、兰工位开关和断路器组合单元、避雷器、电流互感器等。柜壳材料为敷铝锌板。操控部分选用自行开发的智能操控单元。12kV和40.5kV充气柜结构及组成如图5、图6所示。

充气箱体由3mm不锈钢板焊接而成，通过内部加强筋、加强板确保箱体的强度;断路器以VS1为蓝本进行改善。三工位阻隔开关设备在水平安顿的绝缘筒上，与断路器构成一体，并与操动组织设备在同一块铝合金板上。这种结构使设备和调试作业变得简略。

静密封选用氟橡胶密封圈。动密封一般选用金属波纹管密封，对多圈旋转的三工位阻隔开关，专门规划了一种波纹管翻滚密封结构来处理动密封的问题。

三工位开关导电部分选用绷簧触指做导电元件。母线联接选用固体绝缘母线。现场设备时不触及SF6气体操作。