環保氣體柜操作方便，控制和保(bao)護相對(dui)簡(jian)單，成本較低，目前(qian)的(de)(de)環網柜(ju)大都采用六氟(fu)化(hua)(hua)硫(SF6)氣(qi)體(ti)(ti)作為絕緣和開(kai)斷介質。而SF6氣(qi)體(ti)(ti)雖是(shi)一(yi)種優良的(de)(de)電工氣(qi)體(ti)(ti)，但也是(shi)一(yi)種被《京都議定書》列為限制排放的(de)(de)溫室氣(qi)體(ti)(ti)，近(jin)年來(lai)一(yi)些國家甚至(zhi)對(dui)SF6的(de)(de)使(shi)用征收碳稅。因(yin)此，對(dui)于開(kai)關設備，特別是(shi)對(dui)于中壓等級的(de)(de)開(kai)關設備，去除(chu)SF6是(shi)具(ju)有重(zhong)要的(de)(de)環境保(bao)護意義的(de)(de)，并成為發(fa)展方向。所以環網開(kai)關柜(ju)絕緣氣(qi)體(ti)(ti)環保(bao)化(hua)(hua)的(de)(de)研究非常重(zhong)要。        

    在現在的環(huan)保(bao)型氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)中(zhong)，主(zhu)要以氮氣(qi)(qi)(qi)(qi)和干燥壓縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)為主(zhu)，這類氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)易于獲取，成(cheng)本低廉，安全可靠(kao)，綠(lv)色(se)環(huan)保(bao)。但考慮到空氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)有氧氣(qi)(qi)(qi)(qi)、水分對(dui)電(dian)接觸位置具有氧化(hua)、腐蝕隱患，優選氮氣(qi)(qi)(qi)(qi)作為環(huan)網柜配(pei)套的環(huan)保(bao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)。但氮氣(qi)(qi)(qi)(qi)在絕緣性能、熱傳導性、滅弧性能等方面，與六氟化(hua)硫相對(dui)，還存在很大的問(wen)題。

氣箱內的絕緣性：

    根據氮(dan)氣(qi)(qi)和六氟化(hua)硫的(de)(de)物理特性(xing)比較(jiao)，可(ke)發(fa)現氮(dan)氣(qi)(qi)的(de)(de)耐(nai)電(dian)強度是(shi)六氟化(hua)硫氣(qi)(qi)體的(de)(de)三分之一(yi)(yi)，絕緣(yuan)強度是(shi)六氟化(hua)硫的(de)(de)二分之一(yi)(yi)。再結合空氣(qi)(qi)中氮(dan)氣(qi)(qi)的(de)(de)含量，表面，氮(dan)氣(qi)(qi)與空氣(qi)(qi)的(de)(de)特性(xing)很(hen)類似，因(yin)此要實現環(huan)保氣(qi)(qi)體絕緣(yuan)環(huan)網(wang)開關柜(ju)的(de)(de)功能(neng)以及類似的(de)(de)外(wai)形尺寸，需要重點考慮(lv)從以下幾方面實現，但同時也要考慮(lv)可(ke)能(neng)出現的(de)(de)不(bu)足之處

氣箱的強度：

    氣(qi)箱內部的結構因(yin)(yin)充(chong)注氮氣(qi)，而產生(sheng)新的設計(ji)理念(nian)，對氣(qi)箱整體的強度(du)需要進行分析研(yan)究，以免因(yin)(yin)強度(du)不足，引(yin)起氣(qi)箱嚴重(zhong)變形或(huo)者漏氣(qi)。采用計(ji)算機輔助設計(ji)軟件(jian)對氣(qi)箱強度(du)進行分析，結果如(ru)下：

（1）氣箱(xiang)橫(heng)向加(jia)強筋最大變(bian)形量1.79mm

（2）氣(qi)箱豎向(xiang)加(jia)強(qiang)筋最大(da)變(bian)形量1.14mm

（3）氣箱(xiang)后(hou)蓋板最大(da)變(bian)形量6.36mm

（4）氣(qi)箱前面板最大變形(xing)量2.81mm

    由以(yi)上可知熱(re)(re)(re)傳(chuan)導與(yu)材料(liao)導熱(re)(re)(re)系數以(yi)及有(you)(you)效導熱(re)(re)(re)面積、長度(du)和(he)(he)溫差有(you)(you)關系；熱(re)(re)(re)對流(liu)與(yu)熱(re)(re)(re)容(rong)、有(you)(you)效散熱(re)(re)(re)面積、風(feng)道(dao)和(he)(he)溫差有(you)(you)關；熱(re)(re)(re)輻(fu)射與(yu)導體(ti)表面涂(tu)覆材料(liao)、色(se)彩和(he)(he)絕對溫度(du)有(you)(you)關。因此在布局內部發熱(re)(re)(re)的(de)導體(ti)、核心(xin)部件時，應當注意溫升點的(de)控制。在具體(ti)結構(gou)設計時，應有(you)(you)意識的(de)將(jiang)高(gao)溫升點的(de)熱(re)(re)(re)量(liang)向低溫升點傳(chuan)遞，實現氣箱內部熱(re)(re)(re)量(liang)的(de)風(feng)道(dao)式散熱(re)(re)(re)。

氣箱的焊接：

    采(cai)用氮氣(qi)(qi)(qi)作為絕(jue)緣氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)環網柜(ju)，其(qi)內部結構設計(ji)與(yu)(yu)六氟化硫充氣(qi)(qi)(qi)柜(ju)有較大(da)的(de)(de)區別，在有限的(de)(de)空間(jian)內，采(cai)用薄(bo)鋼板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝提出了較高的(de)(de)新要(yao)(yao)求。主(zhu)要(yao)(yao)原(yuan)因(yin)在于焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)間(jian)隙和飽(bao)和程(cheng)度，對后續壓力差(cha)檢漏和充氣(qi)(qi)(qi)有較大(da)影(ying)響，因(yin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱影(ying)響所導致的(de)(de)應力主(zhu)要(yao)(yao)集中在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)位置。長期設備運(yun)行過(guo)程(cheng)中，可能(neng)會出現(xian)焊(han)(han)(han)(han)縫應力分布(bu)集中，局部區域(yu)疲勞開(kai)裂(lie)，氣(qi)(qi)(qi)箱(xiang)溫差(cha)引(yin)(yin)起變形(xing)量等，因(yin)此必(bi)須要(yao)(yao)嚴格選擇優(you)異的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數。針(zhen)對這一問題，特地(di)引(yin)(yin)進了冷焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)技(ji)術。冷金屬過(guo)渡焊(han)(han)(han)(han)在氣(qi)(qi)(qi)箱(xiang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中降低工件(jian)熱輸入量，確保氣(qi)(qi)(qi)箱(xiang)變形(xing)量小，確保開(kai)關與(yu)(yu)其(qi)操(cao)動機構可靠配合，從而解決了氣(qi)(qi)(qi)箱(xiang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)存在的(de)(de)隱患。

型式試驗分析：

    通(tong)(tong)過(guo)優化設計所獲得的的環(huan)保氣體(ti)絕緣環(huan)網開(kai)關柜,完成了樣機(ji)研制。上海電氣輸配(pei)(pei)電試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)中心(xin)有限公司(si)和(he)機(ji)械(xie)工(gong)業高(gao)壓(ya)輸配(pei)(pei)電設備質量(liang)檢測中心(xin)，按照(zhao)GB3906標準，對產品進(jin)行(xing)了包(bao)括工(gong)頻耐壓(ya)、雷電沖擊、局放試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、凝露試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、回路電阻、溫升試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、機(ji)械(xie)特性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、機(ji)械(xie)壽命試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、密(mi)封試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、壓(ya)力耐受試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、短(duan)時與(yu)峰值耐受電流試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、開(kai)斷和(he)關合(he)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、內燃弧試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)等(deng)項目鑒(jian)定，所有項目一次性(xing)順利通(tong)(tong)過(guo)了全部(bu)型式試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。

    通過合(he)理的(de)(de)布局帶電體(ti)以及(ji)絕(jue)緣(yuan)體(ti)，優化帶電體(ti)以及(ji)絕(jue)緣(yuan)體(ti)的(de)(de)形狀和配合(he)，結(jie)合(he)嚴格的(de)(de)加工工藝和裝配工藝，采(cai)用(yong)(yong)(yong)氮(dan)氣(qi)絕(jue)緣(yuan)，可(ke)(ke)(ke)(ke)以研制出(chu)環(huan)(huan)(huan)保(bao)氣(qi)體(ti)絕(jue)緣(yuan)環(huan)(huan)(huan)網開關(guan)柜(ju)，不(bu)但可(ke)(ke)(ke)(ke)以滿足電網運行(xing)要(yao)求，還可(ke)(ke)(ke)(ke)以實現綠色環(huan)(huan)(huan)保(bao)的(de)(de)方針和思路。綜合(he)采(cai)用(yong)(yong)(yong)各(ge)種經濟合(he)理安全的(de)(de)方式，不(bu)但可(ke)(ke)(ke)(ke)以解決溫(wen)升的(de)(de)問題，也(ye)可(ke)(ke)(ke)(ke)以實現合(he)理的(de)(de)散(san)熱(re)通道，該(gai)項技術(shu)已經達到了(le)國際領先水平。環(huan)(huan)(huan)保(bao)氣(qi)體(ti)柜(ju)不(bu)采(cai)用(yong)(yong)(yong)六氟化硫(liu)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)氮(dan)氣(qi)作為絕(jue)緣(yuan)氣(qi)體(ti)，在(zai)設(she)計上(shang)和生產(chan)上(shang)都是可(ke)(ke)(ke)(ke)行(xing)的(de)(de)，可(ke)(ke)(ke)(ke)以逐步批量的(de)(de)推向市場(chang)，通過這種低碳環(huan)(huan)(huan)保(bao)綠色的(de)(de)方式，更好的(de)(de)服務于社會(hui)。