对中压SF6充气柜密封性的探讨

中压SF6充气柜具有技术含量高、体积小、可靠性高、操作人员安全性好、不受外界环境因素影响等优点，被国内外从事开关设备生产厂家广泛应用。本文首先对中压SF6充气柜的结构、使用范围等进行了简单的介绍，之后简要阐述了密封性能的三条相关要求，最后简述了为提高充气柜密封性需在其设计及装配过程中注意的问题，并介绍检测中压SF6充气柜密封性的一些方法。
        引言
【对中压SF6充气柜密封性的探讨】        充气柜类的开关设备具备有一定的特点，其高压带电元器件密封于密闭气箱内，故而充气柜在元件装配方面异于一般开关柜，因此工艺要求对其生产装配过程非常重要，具体体现在充气柜内SF6气体中水分的控制、充气柜气箱的密封性以及清洁度等等方面[1] 。本篇文章主要探讨中压SF6充气柜关于密封性方面的有关要求、设计和装配以及检测方法等等。
        一、中压SF6充气柜的相关介绍
        中压SF6充气柜就是将接地开关、断路器、隔离开关等高压元件全部密封在充有SF6气体的气箱内，将开关的操动机构、仪表、仪器以及二次元器件等装配在密封气箱外部的一种开关设备[2] 。这种类型的充气柜其柜体具有箱形以及罐形这两种，且具有以下这些作用：
        第一，中压SF6充气柜是一类生产量大、使用范围广的电器产品，被广泛应用于高海拔地区、城乡的电网、各类工矿的企业以及发电厂等等，因此其安全、可靠的程度将会直接对国民的生计、人民的生命以及财产安全产生影响[3] 。
        第二，就目前来说，中压SF6充气柜使用的自然环境条件相对恶劣，空间狭小，故其柜体体积相对普通空气柜来说较小，因此对加强充气柜内的绝缘性能就十分必要。开关柜可以采用对绝缘距离、爬电距离进行加大以及使用复合绝缘这种方式去解决这一问题。对于中压SF6充气柜来说， SF6这种气体的绝缘强度相对比较高，因此柜内仅仅需要充额定充气压力为0.04 MPa压力的SF6气体，使充气柜的不同相之间以及相对地之间的绝缘距离完全满足使用条件。
        第三，因为这种充气柜一般来说外形的尺寸比较小，且属于检修少甚至没有检修的一类开关设备，因此其占地的面积以及检视操作的面积会小于常规的手车柜，从而可以很大程度上减少对于土地以及建筑费用这方面的投资。
        第四，我国地域的面积非常辽阔，具有不尽相同的自然条件以及丰富的行业运行工况，因此就要求去开发具有“全天候”功能的开关设备。而中压SF6充气柜使用的是密封结构，这样就可以让高压电器的元器件能够与外界隔离，从根本上对充气柜外界环境的影响进行了消除。
        二、密封性能的有关要求
        第一，在进行气箱的焊接时保证其具有足够的密封性；
        第二，使得静止的连接部分以及相关的辅助产品能够具有足够的密封性；
        第三，使得传动的部分也具有足够的密封性[4] 。
        三、设计与装配
        （一）、对静止的连接部分的密封
        为了实现气体的静密封通常会使用到密封圈。密封件一般来说会有至少十年及其以上使用的寿命，而且具有永久变形性小、耐气候的老化性能好等特性，目前来说使用的最多的就是三元乙丙型橡胶。静密封通常会使用O型的密封圈，在结构上也往往会采用单层的密封圈这种形式，压缩量在百分之十到百分之二十之间，有时候密封圈也会使用双层的结构。对密封的表面进行相应处理也是非常重要的，需要使用汽油或者是无水的酒精对整个密封面以及密封槽都要进行清洗，再使用绸布或者是没有纤维的卫生纸进行反复的擦净，使得整个密封面更加光亮洁净、没有划痕和锈斑等等。密封的槽内不可以残留有毛发以及布毛等纤维物。对密封圈也应该检查其是否光滑、平整以及没有缺陷，之后用无水的酒精进行擦洗，再在其表面涂上一层密封脂，避免大气的腐蚀，最后将经过处理的密封圈放置于槽内，盖上封盖同时使用力矩扳手使标准件能够均匀上紧。
        （二）、气箱的焊接
        气箱焊接这一工序可以对产品的生产效率以及质量有非常大的影响。焊接不仅仅使充气柜的的强度以及精度得到保障，也需要保证充气柜的气密性。国内的一些厂家通常都是使用氢弧焊或者是气体保护焊的方式，因为不锈钢板其传热的速度比较快，即使在焊接夹具中全部被焊接了，也总是会存在焊接变形问题，不利于密封表面以及装配调试等等，焊接的气密性也没有办法得到有效的保证。而目前国外的一些厂家通常都是采用比较先进的激光焊接技术，其焊接的效率更高，焊缝窄热的变形更小，速度更快，且更易被柔性化，适合于规模化的生产。但不足之处是激光焊接这种方法对于箱体结构的形式以及焊接夹具的设计具有更高的要求。此外，焊接的时候需要对焊接的电流以及速度等做相关的规定，设计更为合理的焊缝的走向以及焊接的搭接面，并对焊缝进行X光的探伤检查处理。
        （三）、传动部分的密封
        密封的方式主要有：第一，双层O型密封圈的密封结构，这种结构的装配以及设计等方面的要求与上文静密封的结构十分类似；第二，金属焊接的波纹管结构，这种结构适用于进行直线运动的产品；第三，油封的结构与静密封的结构之间的结合体，这是一种比较新颖的结构，将O型密封圈与磁流体进行了结合，当磁流体进入到磁场的间隙中时，其能够充满于整个间隙之中，形成液体型的O型密封圈。
四、密封性能的检测方法
        对中压SF6充气柜进行装配是比较复杂的一个过程，需要在装配的每一个环节中都设置相应的检测手段，从而保证产品的最终质量，减少返工这一步骤，特别是对箱体的半成品进行检漏操作。对中压SF6充气柜进行检漏的方法通常有水浸法以及涂抹适量的肥皂泡等等措施，但是这些方法都存在没有办法漏气的程度进行定性的检测这一缺陷，也很难对半成品作出其是否合格的判定，这个时候可以使用便携式的定性检测仪进行检测操作。对于最后的成品需要使用定量检测的手段，使其可以满足国家年漏气率的标准。就目前来说，使用氦质谱进行检漏是比较好的方法，原理是通过一种对氦气十分敏感的传感器，对漏气的情况进行定量的检测，从而能够及时的采取措施进行纠正。
        综合本文前面所讲述的内容，为了提高中压SF6式的充气柜的质量，就需要对这种充气柜的密封性能进行保证，并对中压SF6充气柜的结构设计、生产装配、焊接加工、现场安装以及检测检验等等环节都进行完善，做好每个细小的环节。