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跟著開關技術的不斷發(fā)展，小型化、智能化開關越來越遭到用戶的喜愛。近年來，各開關制造廠也紛繁把小型化、智能化開關作為發(fā)展方向。在這種發(fā)展方向的指引下，一種新的開關設備C-GIS問世了。

本文首要討論充氣柜發(fā)展

1.數(shù)年前，上海電力部門在人口稠密的靜安寺附近建一座252/126/40.5kV降壓站，經拆遷征地50m×60m。但開關設備需求35面，若用慣例開關設備根本無法排布，最后選用西門子8DA10/8DB10型充氣柜，才建成一座降壓容量為540MV·A的變電站。上海集裝箱海港、貨品吞吐量很大，運用西門子充氣柜，從未斷過電，確保了供電安全。

2.充氣柜的結構

充氣柜現(xiàn)有兩種外形上差異很大的結構形式。一種為圓筒形結構，另一種為柜式結構，前者很像高壓GIS，后者卻很像一般金屬封閉開關柜。

圓簡形充氣柜有三相共筒式和分相式兩種結構。柜體材料有鑄鋁合金，也有鋼板卷制，西門子8DA10/8DB10型為鋁簡分相式，Areva的W1型為鋼板三相共筒式。平高公司40.5kV充氣柜為鋁簡分相式，平開華明公司的40.5kV充氣柜也為金屬筒分相式。

充氣柜式結構有各種形式，其首要差異在于:①氣室的設置，有3氣室、兩氣室和單氣室。②一次回路中母線、3工位開關和真空斷路器的排布辦法，大致可分為3類:一類上中下安頓，二類下中上安頓，三類后中前安頓。以第一類安頓居多。

3.結構及工藝特征

與空氣絕緣開關設備不同，氣體絕緣開關設備的帶電元件不是裝在抽屜里，而是裝在防腐蝕的焊接密封殼體內。斷路器或母線和三工位開關也可裝在兩個分隔的隔室內。而操動安排及所帶脫扣器、輔佐開關及電流、電壓互感器和低壓控制箱裝在氣室之外。

開斷功用在真空開關管內進行。真空中的開距僅有十幾毫米。因為電弧電壓極低且電弧旋轉，故觸頭熔焊極微小。固定在殼體壁上的焊接波紋管使之可從外部操動開關。三工位開關搖晃操作，而斷路器軸向操動。操動安排選用電動機儲能的繃簧操動安排。所儲能量滿足二次重合閘之用。

除殼體的后壁外，殼體的一切外壁，包括加強橫檔、緊固件和套管均用激光全自動焊接，向內呈拱形的防爆模盒與殼體壁焊在一起。氣體絕緣開關設備為確保產品功用和添加競爭才能，如西門子構成4大中心工藝，即鈑金工藝、激光焊接工藝、澆注樹脂工藝及銅件加工工藝。

4. 充氣柜的技術發(fā)展

充氣柜C-GS技術的發(fā)展，國外首要表現(xiàn)在減少產品中SF6氣體用量和研發(fā)非充SF6氣體充氣柜。如在歐洲，首要是減少新產品中SF6氣體的用量。而在日本，一方面減少新產品中SF6氣體的用量，另一方面，開發(fā)非SF6充氣柜，如用于干壓空氣絕緣或用固體絕緣。SF6氣體具有最優(yōu)異的滅弧和絕緣功用，但被列為溫室效應氣體之一，因而被束縛運用。為此要減少或不用SF6氣體。

4.1減少新品中SF6氣體的用量為尋找SF6的替代產品，科學家已研發(fā)了40多年。直到現(xiàn)在，一切查驗過的可替代氣體的功用遠不如SF6氣體的絕緣和滅弧功用。類似于SF6特性的可替代氣體，如氯化物、氟化物或各種鹵化碳混合物的缺陷很多:①GWP系數(shù)（全球變暖系數(shù)〉很高。②CO2對臭氧層有害。③C一F混合物在分化時（電弧、部分放電>生成導電的積炭層。

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的CF3I氣體，其絕緣功用很好，在均勻電場中的絕緣水平是SF6氣體的1.2倍，SLF的開斷功用均為SF6氣體的0.9倍，但價格昂貴，是SF6氣體的100倍，因而進入實踐使用還很不現(xiàn)實。為此，SF6開關設備制造廠家可行的辦法是在產品規(guī)劃中盡量減少SF6氣體用量、走漏量和排放量。選用先進的規(guī)劃和焊接工藝及高功用密封材料，在減少SF6氣體用量方面獲得顯著成效。例如國際三大輸配電制造商之一的Areva(阿海法)公司SF6充氣柜一代又一代從WI-WS-GWA發(fā)展中SF6充氣量從100%(WI型)-90%(WS型)-40%(GWA型)。又如富士新開發(fā)的C-GIS2000型24kV充氣柜的用氣量從12kg減少為4.4kg(減少63%)，還有新開發(fā)的72/84kV充氣柜，將SF6用量從老產品的100%減少為36%（減少64%)。

4.2混合氣體C-GIs

1)綠色環(huán)保。12~24kV產品可用氮氣和用N2+SF6混合氣體絕緣，以技術創(chuàng)新和精確規(guī)劃確保在前進產品功用的同時，減少產品對環(huán)境的損害。

2)體積更小。N2X-24kV單氣箱柜在選用氮氣或N2+SF6混合氣體絕緣后，并沒有因為氣體絕緣強度的降低而添加標準，而是更小。N2X-24kV單氣柜柜體標準為500mm×1050mm×2250mm，柜寬僅為空氣柜的一半，大大縮小了電站的占地面積。

3）保護量小。高壓帶電體全被密封，高壓絕緣不受大氣環(huán)境影響，不易老化。絕緣和載流可靠性高，高壓部分終生免保護。可降低設備的全壽數(shù)周期本錢。

4)能耗更低。開關柜主回路電阻低，載流才能高，長期運行節(jié)省能耗。5）高模塊化。靈活組合，拼接便利。用戶現(xiàn)場不需處理氣體。

4.3干式空氣充氣柜

在C-GIS中，盡管大都仍運用具有優(yōu)異滅弧和絕緣功用的SF6氣體，但也呈現(xiàn)了非充SF6充氣柜。如用氮氣或干壓縮空氣替代SF6，現(xiàn)還呈現(xiàn)固體絕緣柜及復合絕緣柜。如富士于2004年4月開宣告C-GIS2100型24kV干縮壓空氣充氣柜。該產品選用0.05MPa(表壓)的壓縮空氣絕緣。該公司減少SF6充氣量的C-GIS2000型和充干壓空氣充氣柜的結構及外形標準。

4.4復合絕緣開關柜

高壓等級開關柜是以絕緣介質運用SF6氣體的箱型氣體絕緣金屬封閉開關設備(C-GIS）為主流產品，但SF6氣體作為溫室效應氣體（全球變暖系數(shù)為23900）而被指定為束縛排放氣體，因而在減少SF6氣體排放量的同時，希望運用無SF6氣體的開關柜。在這一布景下，2000年以后，在24~36kV等級完成了無SF6氣體開關柜的商品化。4.5固體絕緣柜

日本東芝公司于1999研發(fā)出高功用環(huán)氧樹脂及高效的環(huán)氧樹脂澆注技術，于2002年開宣告24kV固體絕緣開關柜（SIS)。之后又進行了系列化，于2005年開宣告36kVSIS，現(xiàn)又進行更高電壓等級72kV及84kVSIS的開發(fā).24kVSIS的首要參數(shù)為24kV/630-1250A/25kA。

固體絕緣柜帶來一系列優(yōu)勢。這兒將24kVSF6充氣柜(C-GIS）和固體絕緣柜（SIS加以比較:C-GISSF6氣體用量5kg，而SIS為零，有利于環(huán)保;C-GIS體積為2.7m3而SIS為1.7m3，僅為其63%。C-GIS零件數(shù)為2500個，而SIS為1200個，為其48%.一面固體絕緣柜（SIS）省下5kgSF6氣體，相當于120tCO溫室作用。