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1引言

柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(CubicalGasInsulatedSwitchgear),簡(jiǎn)稱C-GIS,是一種以斷路器為主開(kāi)關(guān),用于10~35kV或更高電壓等級(jí)的一次配電體系設(shè)備。充氣環(huán)網(wǎng)柜以負(fù)荷開(kāi)關(guān)為主開(kāi)關(guān),也有配斷路器的計(jì)劃,用于10~35kV的二次配電體系。充氣柜通常是C-GIS與充氣環(huán)網(wǎng)柜的總稱。

充氣柜運(yùn)用GIS的絕緣技能.密封技能將高壓元件安裝在箱型密封容器內(nèi)，并充入略高于大氣壓力的絕緣氣體，運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的加工工藝制成成套系列化產(chǎn)品,在體系正常和毛病狀況下具有對(duì)電能分配的操控、維護(hù)、丈量、監(jiān)督和通訊功用。相對(duì)于傳統(tǒng)非密閉的移開(kāi)式空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，具有密封充氣的特色。

2充氣柜特色與運(yùn)用場(chǎng)合

充氣柜的整個(gè)高壓體系處于完全密封的狀況，不受外界環(huán)境條件的影響，縮小了柜體外形尺寸，具有全體小型化、高可靠性、免維護(hù)的特色，因?yàn)樵诠S全體拼裝后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)安裝便利,運(yùn)維成本低,整個(gè)生命周期具有較高的性價(jià)比和可靠性。

因?yàn)榫哂幸陨咸厣錃夤袷黔h(huán)境條件惡劣區(qū)域和污染嚴(yán)重區(qū)域的最佳中壓配電設(shè)備。另外,在人口密集區(qū)域、大型工礦企業(yè)、高層建筑等場(chǎng)合，因占地面積、空間限制，也需求這種開(kāi)關(guān)設(shè)備。

3充氣柜的分類

20世紀(jì)80時(shí)代以來(lái),充氣柜的開(kāi)展閱歷了不同階段。充氣柜可按電壓等級(jí)劃分，也可按斷路器類型分為SF6斷路器和真空斷路器，按用途分為電力配電、變電和工業(yè)配電用﹐按內(nèi)部高壓元件布置方式分為有隔板與無(wú)隔板﹐按結(jié)構(gòu)分為箱式和圓筒式。圓簡(jiǎn)式很像高壓GIS,箱式卻很像一般金屬封閉開(kāi)關(guān)柜。圓筒式充氣柜有三相共筒式和分相式兩種結(jié)構(gòu)。柜體材料有鑄鋁合金，也有鋼板卷制。

4充氣柜開(kāi)展歷程

C-GIS產(chǎn)品始于20世紀(jì)80時(shí)代初。1980年,日本開(kāi)發(fā)了氣壓0.2MPa以下84kV柜型C-GIS。1982年,西門子公司研發(fā)出配真空斷路器的C-GIS,采用單項(xiàng)圓筒式結(jié)構(gòu),很像高壓GIS。隨后其它公司也推出了自己的產(chǎn)品。我國(guó)于20世紀(jì)90時(shí)代開(kāi)始研發(fā)C一GIS。

中壓C-GIS的開(kāi)展過(guò)程呈現(xiàn)出以下特色:

(1)箱體從圓筒型轉(zhuǎn)向柜型。西門子、三菱、AEG等公司前期產(chǎn)品為圓筒形。因?yàn)楣袷浇Y(jié)構(gòu)具有體積小、占地面積小,維護(hù)性能好﹑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特色，他們后期研發(fā)的產(chǎn)品都改為柜式結(jié)構(gòu)。

(2)氣體距離削減。前期研發(fā)的C-GIS分紅很多氣室,如母線、阻隔開(kāi)關(guān)、斷路器等氣體距離。因?yàn)?/span>C-GIS具有不受環(huán)境影響、可靠性高、免維護(hù)等特色,現(xiàn)在C一GIS都只剩1或2個(gè)氣室。

(3)元件組合化。阻隔開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)組合成一體成為三工位阻隔接地開(kāi)關(guān)。個(gè)別公司產(chǎn)品還將三工位阻隔開(kāi)關(guān)同斷路器組合成一體,電壓互感器、電流互感器組成一體，使得安裝調(diào)試更便利。

(4)主接線方式簡(jiǎn)單化。國(guó)外產(chǎn)品將線路側(cè)阻隔和接地開(kāi)關(guān)取消，簡(jiǎn)化了柜體結(jié)構(gòu)，下降了成本。

(5)操控、監(jiān)測(cè)、維護(hù)、確診智能化。將傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器、電流互感器改為新型傳感器，使得元器件體積減小,動(dòng)態(tài)丈量范圍增大，可靠性高,成本下降。

5充氣柜開(kāi)展趨勢(shì)

C-GIS產(chǎn)品的開(kāi)展趨勢(shì)是高可靠性、免維護(hù)、智能化、低成本,模塊化;現(xiàn)場(chǎng)安裝便利、不必處理氣體;盡可能少用

SF6氣體。

因?yàn)?/span>SF6被列為溫室效應(yīng)氣體,因而要限制運(yùn)用,開(kāi)發(fā)使用無(wú)/少SF6型C-GIS。無(wú)/少SF6型C-GIS用氮?dú)?、枯燥空氣等作絕緣介質(zhì),已有10kV、24kV充壓縮空氣或氮?dú)獾漠a(chǎn)品投運(yùn)，更高電壓等級(jí)的產(chǎn)品有待開(kāi)發(fā)。

元器件方面,需求開(kāi)展帶電場(chǎng)操控元件的絕緣子,針對(duì)高電壓、大容量的要求,研發(fā)低介電常數(shù)、耐熱性及強(qiáng)度等均良好的樹(shù)脂材料。

C-GIS智能化是另一個(gè)開(kāi)展方向。經(jīng)過(guò)智能維護(hù)操控單元及后臺(tái),可以使C-GIS智能化,實(shí)現(xiàn)狀況監(jiān)測(cè),樹(shù)立計(jì)算機(jī)輔助維護(hù)體系、毛病確診體系對(duì)中壓C-GIS運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)重要元件例如斷路器、阻隔開(kāi)關(guān)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)等有關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的歸檔記載。對(duì)絕緣件老化狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與確診，樹(shù)立完善預(yù)防事故的維護(hù)監(jiān)控體系。

新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中使用計(jì)算機(jī)模擬工具對(duì)電場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，下降研發(fā)成本和研發(fā)周期。元器件由專業(yè)化廠家生產(chǎn)﹐產(chǎn)品總裝在流水線上進(jìn)行，以保證質(zhì)量,提高可靠性,下降成本。模塊化設(shè)計(jì)及專業(yè)化生產(chǎn)可使中壓C-GIS與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜成本之比降到1.5:1左右。

依托與國(guó)際聞名公司合資或協(xié)作,C-GIS已具備在國(guó)內(nèi)拼裝、供貨才能，可提供可靠的產(chǎn)品及售后服務(wù)。

在城市軌道交通成功的使用使C-GIS技能改進(jìn)、環(huán)?；筇岣?/span>,跟著技能更新和前進(jìn),C-GIS氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜必然向更高的可靠性、智能化、低成本、模塊化、環(huán)保型趨勢(shì)開(kāi)展。

7結(jié)語(yǔ)

充氣柜的開(kāi)展是市場(chǎng)的需求,跟著知識(shí)的更新和技能的前進(jìn),國(guó)內(nèi)制作企業(yè)對(duì)C-GIS產(chǎn)品知道會(huì)越來(lái)越深,產(chǎn)品的系列化、智能化,將使充氣柜能適應(yīng)更多用戶的運(yùn)用。環(huán)保型智能化充氣柜將逐步在軌道交通和配電網(wǎng)等領(lǐng)域取得推廣使用。