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R-AIR大气密封空气绝缘开关设备落地页

R-AIR大气密封空气绝缘开关设备 | 亨斯迈电力技术 :root { --prim...

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产品详情

R-AIR产品介绍

R-AIR大气密封空气绝缘开关设备

R-AIR大气密封空气绝缘开关设备是一种革命性的中压开关设备,采用先进的洁净干燥空气绝缘技术替代传统SF6气体,实现了环保、安全、可靠的高性能配电解决方案。该设备代表了中压开关设备技术的最新发展方向,完美融合了环保理念与电气性能要求。

技术突破亮点

R-AIR采用专利的大气密封技术,将开关设备内部与外部环境完全隔离,内部充入经过特殊处理的洁净干燥空气作为绝缘介质。与传统SF6气体相比,干燥空气无温室效应,不产生任何有害分解物,完全符合环保要求,并且无需进行气体回收处理,大大降低了设备全生命周期的运行成本。

设备采用全绝缘全封闭设计,所有带电部件均密封在304不锈钢激光焊接气箱内,防护等级达到IP67,可完全防止灰尘、湿气、腐蚀性气体、小动物等外部因素对设备的影响。气箱采用激光焊接工艺,确保密封性能可靠,设计寿命可达40年以上。

R-AIR开关设备适用于多种应用场景,包括城市配电网、工矿企业、商业建筑、基础设施、新能源发电等领域,能够满足不同用户对中压开关设备安全性、可靠性、智能化的需求。设备采用模块化设计,可根据用户需求灵活配置不同功能的单元,支持热插拔更换,大大缩短了停电时间。

在环保性能方面,R-AIR彻底消除了SF6气体可能带来的温室效应问题,全球变暖潜能值(GWP)为0,且无任何有害分解物产生。设备在整个生命周期内不会产生任何有害物质,完全符合最严格的环保标准要求,是真正的绿色配电设备。

核心技术特点

R-AIR开关设备集成了多项创新技术和设计理念,为用户提供安全、可靠、环保的配电解决方案。

环保绝缘技术

采用处理过的洁净干燥空气作为绝缘介质,全球变暖潜能值(GWP)为0,无任何温室效应。柜内电气间隙为125mm,爬电距离≥230mm,确保在各种环境条件下均能满足绝缘要求。与传统SF6设备相比,无气体泄漏风险,无需定期补气,无需气体回收处理,全生命周期成本降低30%以上。

全密封全绝缘设计

主要一次带电设备和组件封闭在304不锈钢激光焊接气箱内,防护等级IP67,完全消除人员接触带电部件的可能性。密封气箱可有效防止灰尘、湿气、腐蚀性气体、小动物等外部因素对设备的影响,特别适用于沿海、化工、矿山等恶劣环境。

高海拔自适应设计

设备具有两种气箱压力设计模式:标准大气压模式(适用于海拔≤2000m)和150kPa增压模式(适用于海拔2000-5000m)。用户可根据安装地点的海拔高度选择合适的压力模式,确保设备在高海拔地区仍能保持优异的绝缘性能,无需特殊定制。

大电流高开断能力

额定电流覆盖630A和1250A两个等级,额定短路开断电流达到25kA/4s。采用特殊设计的真空灭弧室和先进的触头材料,确保在满容量开断时燃弧时间短、过电压低、电寿命长。设备通过全面的型式试验验证,包括温升、绝缘、短时耐受电流、峰值耐受电流等试验。

高可靠性机械结构

断路器采用钢主轴驱动形式,确保机械特性在整个寿命周期内保持稳定。操作机构经过20000次机械寿命试验,确保设备长期可靠运行。所有传动部件采用免维护设计,关键部位采用不锈钢材料,防腐性能优异,可在恶劣环境下稳定运行。

紧凑模块化设计

标准断路器柜宽度仅为460mm(可选500mm),深度1060mm,高度2000mm,占地面积小,特别适合空间有限的配电室。模块化设计使得设备扩展和维护更加便捷,可根据用户需求灵活配置不同功能的单元,支持现场快速更换。

智能监测与控制

可选配智能监控单元,实时监测断路器机械特性、触头电磨损、绝缘状态、温度、湿度等参数。支持远程监控、故障诊断、状态评估等功能,实现设备的智能化管理和预防性维护。可通过以太网、RS485等多种通讯接口与上位系统连接。

便捷安装与维护

设备采用前接线、前维护设计,所有接线端子、辅助开关、二次插件均布置在设备前部,便于安装和维护。模块化设计使得单元更换更加便捷,大大缩短了停电时间。设备支持热插拔更换,最大程度减少停电影响。

设计理念创新

R-AIR开关设备采用"少维护、免维护"设计理念,关键部件均采用长寿命设计,维护周期长达20年。设备采用标准化接口设计,所有单元具有相同的安装尺寸和连接方式,支持互换使用。设备内部采用模块化设计,各功能单元独立密封,互不影响,大大提高了系统的可靠性。

详细技术参数

主要技术参数概览

额定电压 12 kV
绝缘介质 洁净干燥空气
灭弧室类型 真空灭弧室
额定电流 630A / 1250A
额定短路开断电流 20kA / 25kA
额定峰值耐受电流 63kA / 80kA
额定短时耐受电流 25kA / 4s
机械寿命 ≥20,000次
电寿命 满容量开断≥100次
设计寿命 ≥40年

详细技术参数表

项目 单位 标准参数 备注
额定电压 kV 12 最高工作电压12kV
绝缘介质 - 洁净干燥空气 露点≤-40℃,压力0.1-0.15MPa
灭弧室类型 - 真空灭弧室 陶瓷外壳,铜铬触头,真空度≤10⁻⁵Pa
额定频率 Hz 50/60 可适用于50Hz和60Hz系统
额定电流 A 630/1250 两种规格可选,可根据需求定制
额定短时耐受电流 kA 20/25 耐受时间4秒
额定峰值耐受电流 kA 50/63 峰值系数2.5
额定短路开断电流 kA 20/25 两种规格可选
额定短路关合电流 kA 50/63 峰值系数2.5
额定转移电流 A 3150 负荷开关-熔断器组合电器
额定工频耐受电压(相对地/相间) kV 42/48 1分钟工频耐压
额定雷电冲击耐受电压(相对地/相间) kV 75/85 1.2/50μs标准雷电波
防护等级 - IP4X(外壳)/IP67(气箱) 外柜IP4X,气箱IP67
内部电弧等级 - IAC AFLR 25kA/1s 通过内部燃弧试验
机械寿命 ≥20,000 操作机构机械寿命
电寿命 ≥100(满容量) 额定电流下开断次数
操作电源电压 V DC110/220, AC220 直流或交流可选
合闸时间 ms ≤80 从接收到合闸命令到主触头接触
分闸时间 ms ≤50 从接收到分闸命令到主触头分离
开断时间 ms ≤60 从接收到分闸命令到电弧熄灭
合分时间 ms ≤80 合闸后立即分闸的时间间隔

绝缘水平

额定工频耐受电压:42kV(1min)
额定雷电冲击耐受电压:75kV
爬电距离:≥230mm
电气间隙:125mm
局部放电水平:≤10pC

机械特性

合闸时间:≤80ms
分闸时间:≤50ms
开断时间:≤60ms
合分时间:≤80ms
平均分闸速度:1.2-1.8m/s
平均合闸速度:0.8-1.2m/s

环境适应性

环境温度:-25℃~+40℃
海拔高度:≤3000m(标准)/≤5000m(增压)
相对湿度:日平均≤95%
月平均≤90%
抗震能力:水平0.3g,垂直0.15g

安全性能指标

R-AIR开关设备通过了全面的型式试验验证,包括:

  • 绝缘试验:工频耐压42kV/1min,雷电冲击耐压75kV,局部放电≤10pC
  • 温升试验:在1.1倍额定电流下,各部位温升不超过规定值
  • 短时耐受电流试验:25kA/4s,设备无永久性变形
  • 峰值耐受电流试验:63kA,设备无损坏
  • 机械寿命试验:操作机构20000次操作无故障
  • 电寿命试验:满容量开断100次,性能不下降
  • 内部燃弧试验:IAC AFLR 25kA/1s,通过验证
  • 气候试验:高温、低温、湿热、盐雾等环境适应性试验

设备结构与组成

R-AIR开关设备采用三层结构设计,从上至下分别为母线室、断路器室和电缆室,各室之间采用金属隔板完全隔离,确保安全可靠。设备采用模块化设计,各功能单元独立封装,支持热插拔更换。

1. 母线室

位于设备上部,安装主母线和分支母线。母线采用T2紫铜排,表面镀银处理,导电性能优异。母线连接采用螺栓连接,接触面镀银,确保低接触电阻和良好的散热性能。母线室完全密封,防止灰尘和湿气进入。

2. 断路器室

位于设备中部,安装真空断路器及其操作机构。断路器采用弹簧操动机构,具有储能、合闸、分闸三个位置指示。操作机构与断路器本体采用刚性连接,传动效率高,机械特性稳定。断路器室配备观察窗,可观察断路器分合闸状态。

3. 电缆室

位于设备下部,用于连接进出线电缆。电缆室空间充裕,可安装多种规格的电缆终端。电缆室门可单独开启,便于电缆安装和维护,门上设有观察窗和安全联锁装置。电缆室配备电缆固定支架和接地铜排。

4. 密封气箱

整个一次回路(除电缆连接部分)均密封在304不锈钢激光焊接气箱内。气箱内部充入经过处理的洁净干燥空气,露点≤-40℃。气箱采用激光焊接工艺,确保密封性能可靠,防护等级达到IP67。气箱配备压力表和压力释放装置。

5. 二次仪表室

位于设备前部,安装保护、测量、控制等二次设备。仪表室门可单独开启,门上安装各种指示仪表、控制开关和状态指示灯。二次接线采用插接式端子,便于现场接线和维护。仪表室防护等级IP4X。

关键部件说明

  • 真空断路器:采用陶瓷外壳真空灭弧室,铜铬触头材料,开断性能优异,电寿命长。额定短路开断电流25kA,机械寿命20000次。
  • 三工位负荷开关:集隔离开关、负荷开关、接地开关功能于一体,结构紧凑,操作简便。具有明显的隔离断口,符合安全规程要求。
  • 操作机构:弹簧储能操动机构,可实现手动和电动操作,机械寿命≥20,000次。机构配备机械计数器、分合闸指示和储能指示。
  • 电流互感器:环氧树脂浇注,多种变比可选,精度等级0.5S/5P/10P。额定二次电流5A或1A,额定负荷10VA或15VA。
  • 电压互感器:干式电压互感器,额定电压10/0.1kV,精度等级0.5/3P。额定二次电压100V,额定负荷30VA。
  • 避雷器:金属氧化物避雷器,额定电压17kV,持续运行电压13.6kV。标称放电电流5kA,陡波冲击电流下残压≤45kV。
  • 智能监控单元:可选配,实时监测断路器机械特性、触头电磨损、绝缘状态、温度、湿度等参数。支持Modbus、IEC61850等通讯协议。

结构设计特点

R-AIR开关设备采用模块化设计,各功能单元独立封装,支持热插拔更换。设备采用前接线、前维护设计,所有接线端子、辅助开关、二次插件均布置在设备前部,便于安装和维护。设备采用标准化接口设计,相同功能的单元具有完全相同的安装尺寸和连接方式,支持互换使用。设备内部采用分层布置,各功能区域相互隔离,确保安全可靠。

应用领域与典型配置

R-AIR开关设备广泛应用于各种中压配电场合,特别适用于对安全性、可靠性、环保性有较高要求的场所。设备采用模块化设计,可根据用户需求灵活配置,满足不同应用场景的需求。

城市配电网

适用于10kV城市配电网开闭所、环网柜、分支箱等。配置方案:进线单元(V)+出线单元(C/V)+母线分段单元(VL)+PT单元。

特点:结构紧凑,占地面积小,适合城市有限空间;全绝缘全封闭,适应恶劣环境;智能化程度高,支持远程监控;环保无污染,符合城市环保要求。

工矿企业

适用于钢铁、化工、矿山等工业企业变配电所。配置方案:进线单元(V)+变压器单元(C)+母线分段单元(VL)+电容补偿单元。

特点:防腐蚀设计,适应恶劣工业环境;高可靠性,确保连续生产;大电流设计,满足大负荷需求;维护简便,减少停电时间。

商业建筑

适用于大型商业综合体、写字楼、酒店等建筑配电系统。配置方案:进线单元(V)+母联单元(VL)+出线单元(V/C)+计量单元(M)。

特点:外观美观,与建筑环境协调;低噪音,不影响办公环境;智能化管理,节能降耗;安全可靠,保障供电连续性。

基础设施

适用于地铁、机场、港口、医院等重要基础设施。配置方案:双电源进线(V)+母联(VL)+出线(V/C)+备用电源自动投切装置。

特点:高可靠性,确保供电连续性;快速保护,故障切除时间短;便于维护,减少停电时间;智能化监控,实时掌握运行状态。

新能源发电

适用于光伏电站、风电场升压站。配置方案:集电线路单元(C)+主变进线单元(V)+母线单元(D)+PT单元。

特点:适应高海拔、低温等特殊环境;耐腐蚀,适合沿海地区;支持远程监控,减少运维成本;环保设计,符合新能源理念。

数据中心

适用于数据中心配电系统,为IT设备提供可靠电源。配置方案:2N供电系统,双路电源进线(V)+静态转换开关+精密配电单元。

特点:高可靠性,满足Tier III/IV标准;模块化设计,便于扩展;智能化监控,实时掌握运行状态;紧凑设计,节省空间。

典型主接线方案

方案类型 进线回路 出线回路 母线分段 适用场所 配置特点
单母线 1-2回 4-12回 小型配电所、箱式变电站 结构简单,投资省,可靠性一般
单母线分段 2回 6-24回 1回 中型配电所、工矿企业 可靠性较高,一段母线故障不影响另一段
双母线 2-4回 8-36回 1-2回 大型配电所、重要用户 可靠性高,可在线检修,运行灵活
内桥接线 2回 6-20回 桥断路器 有两路电源的配电所 投资省,运行灵活,适合电源线路较长的情况
外桥接线 2回 6-20回 桥断路器 变压器需要经常投切的场所 投资省,运行灵活,适合变压器需要经常投切的情况

配置选择建议

在选择R-AIR开关设备配置方案时,应考虑以下因素:

  • 负荷性质:根据负荷的重要程度选择不同的接线方式,重要负荷应采用双电源供电
  • 供电可靠性要求:对供电可靠性要求高的场所,应采用双母线或单母线分段接线
  • 扩建可能性:考虑未来发展需要,预留足够的出线间隔和扩展空间
  • 环境条件:根据安装环境选择相应的防护等级和防腐措施
  • 智能化要求:根据自动化水平要求选择相应的智能监控单元
  • 维护便利性:考虑维护通道、操作空间等因素,确保维护便利

安装、运行与维护

正确的安装、运行和维护是确保R-AIR开关设备长期可靠运行的关键。本章节详细介绍了设备的安装要求、运行注意事项、维护周期及常见故障处理方法。

安装要求

R-AIR开关设备安装前应进行以下准备工作:

  • 基础准备:配电室地面应平整,平整度≤2mm/m²;基础槽钢应采用不小于10#槽钢,水平度≤1mm/m
  • 环境条件:安装环境应清洁、干燥,无腐蚀性气体;环境温度-25℃~+40℃,相对湿度日平均≤95%
  • 空间要求:柜前通道≥1000mm,柜后通道≥800mm,柜顶距天花板≥300mm
  • 接地要求:每个开关柜应有至少两个接地点;接地母线采用TMY-40×4铜排;接地连接线采用BVR-50mm²铜芯线;接地电阻≤4Ω
  • 电缆通道:电缆沟深度≥800mm,宽度≥400mm;电缆支架间距:水平≤800mm,垂直≤1000mm;电缆弯曲半径≥15倍电缆外径

运行前检查

设备投运前应进行以下检查:

  • 检查所有紧固件是否紧固,特别是母线连接处、接地连接处
  • 检查设备清洁度,清除灰尘、异物等
  • 检查机械联锁功能是否正常
  • 检查操作机构是否灵活,无卡涩现象
  • 检查二次回路绝缘电阻,应≥10MΩ
  • 检查保护装置定值是否正确设定
  • 进行空载操作试验,检查分合闸是否正常
  • 检查气箱压力(如为增压型),应在正常范围内
  • 检查所有指示灯、仪表指示是否正常

日常巡视检查

设备运行期间,应定期进行巡视检查:

检查项目 检查内容 周期 标准
外观检查 外壳有无变形、锈蚀,漆膜是否完好 每日 无异常
仪表指示 电压、电流、功率等仪表指示是否正常 每日 在正常范围内
异常声响 设备运行有无异常声响、放电声 每日 无异常
温度检查 检查柜体温度,特别是连接部位 每周 温升≤40K
指示灯 各种指示灯、信号灯是否正常 每日 指示正确
压力指示 气箱压力指示是否正常(增压型) 每周 在正常范围内
环境检查 环境温度、湿度是否正常 每日 符合设备要求

定期维护保养

设备应按照以下周期进行定期维护保养:

月度维护(每月一次) +
  • 清洁设备表面灰尘、污物
  • 检查指示灯、仪表指示是否正常
  • 检查储能指示、位置指示是否正确
  • 检查加热器、除湿装置工作是否正常
  • 记录运行数据,分析运行趋势
  • 检查设备有无异常声响、异味
  • 检查接地连接是否可靠
季度维护(每季度一次) +
  • 进行月度维护的所有项目
  • 检查机械联锁功能,操作是否灵活
  • 检查操作计数器,记录操作次数
  • 检查辅助开关、微动开关动作是否正常
  • 测量二次回路绝缘电阻,应≥10MΩ
  • 检查电缆终端连接是否紧固
  • 检查母线连接处温度,使用红外测温仪
  • 检查气箱密封性能(如为增压型)
年度维护(每年一次) +
  • 进行季度维护的所有项目
  • 检查真空灭弧室真空度(有条件时)
  • 检查断路器机械特性:分合闸时间、速度、行程
  • 检查接触电阻,主回路≤25μΩ,接地回路≤100μΩ
  • 检查操作机构,润滑传动部件
  • 检查电气联锁、机械联锁功能
  • 进行保护装置传动试验
  • 检查气箱密封性能,测量压力(如为增压型)
  • 检查绝缘件表面,清洁并涂覆绝缘涂料
  • 检查所有紧固件,重新紧固
大修维护(每5年或操作10000次) +
  • 进行年度维护的所有项目
  • 检查真空灭弧室真空度,必要时更换
  • 检查断路器触头磨损情况,必要时更换
  • 检查操作机构磨损情况,更换磨损件
  • 检查绝缘件表面,清洁并涂覆绝缘涂料
  • 检查母线连接处,打磨接触面,重新紧固
  • 检查气箱密封件,必要时更换
  • 进行全套型式试验(绝缘、温升、机械特性等)
  • 更换所有密封圈、垫片等易损件
  • 重新充入干燥空气(如为增压型)

常见故障处理

故障现象 可能原因 处理方法
断路器不能合闸 1. 控制电源故障
2. 联锁条件不满足
3. 操作机构故障
4. 辅助开关故障
5. 储能未完成
1. 检查控制电源电压
2. 检查联锁条件是否满足
3. 检查操作机构有无卡涩
4. 检查辅助开关触点
5. 检查储能弹簧状态
断路器不能分闸 1. 控制电源故障
2. 分闸线圈烧坏
3. 机构卡涩
4. 辅助开关故障
5. 机械联锁未解除
1. 检查控制电源电压
2. 更换分闸线圈
3. 检查操作机构有无卡涩
4. 检查辅助开关触点
5. 检查机械联锁状态
储能指示灯不亮 1. 储能电机故障
2. 限位开关故障
3. 控制回路故障
4. 指示灯损坏
1. 检查储能电机电源
2. 检查限位开关状态
3. 检查控制回路接线
4. 更换指示灯
异常声响 1. 机构松动
2. 绝缘件放电
3. 电磁振动
4. 机械摩擦
1. 检查紧固件
2. 检查绝缘件表面
3. 检查电磁元件
4. 检查机械部件
局部过热 1. 连接处松动
2. 接触电阻过大
3. 负荷过载
4. 散热不良
1. 检查并紧固连接处
2. 测量接触电阻
3. 检查负荷电流
4. 改善通风条件
保护误动作 1. 保护定值设置错误
2. 互感器故障
3. 二次回路故障
4. 干扰信号
1. 核对保护定值
2. 检查互感器接线
3. 检查二次回路
4. 检查屏蔽接地

安全注意事项

  • 操作设备前必须穿戴合格的绝缘手套、绝缘靴等防护用品
  • 操作设备时必须按照操作规程进行,严禁违章操作
  • 检修设备前必须确认设备已停电,并做好安全措施
  • 检修设备时必须使用合格的工器具,并做好防误操作措施
  • 设备运行中严禁打开柜门,必须停电后才能打开
  • 设备附近严禁存放易燃易爆物品
  • 设备发生故障时,必须由专业人员处理,严禁非专业人员操作
  • 设备维护保养必须按照规定的周期和要求进行
  • 设备停运时间超过3个月,投运前必须进行预防性试验
  • 设备改造或维修后,必须进行试验合格后才能投运

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