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1引言

柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備(CubicalGasInsulatedSwitchgear),簡稱C-GIS,是一種以斷路器為主開關,用于10~35kV或更高電壓等級的一次配電體系設備。充氣環(huán)網(wǎng)柜以負荷開關為主開關,也有配斷路器的計劃,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，運用現(xiàn)代先進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電能分配的操控、維護、丈量、監(jiān)督和通訊功用。相對于傳統(tǒng)非密閉的移開式空氣絕緣開關柜，具有密封充氣的特色。

2充氣柜特色與運用場合

充氣柜的整個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、免維護的特色，因為在工廠全體拼裝后運往現(xiàn)場,現(xiàn)場安裝便利,運維成本低,整個生命周期具有較高的性價比和可靠性。

因為具有以上特色，充氣柜是環(huán)境條件惡劣區(qū)域和污染嚴重區(qū)域的最佳中壓配電設備。另外,在人口密集區(qū)域、大型工礦企業(yè)、高層建筑等場合，因占地面積、空間限制，也需求這種開關設備。

3充氣柜的分類

20世紀80時代以來,充氣柜的開展閱歷了不同階段。充氣柜可按電壓等級劃分，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隔板﹐按結構分為箱式和圓筒式。圓簡式很像高壓GIS,箱式卻很像一般金屬封閉開關柜。圓筒式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。

4充氣柜開展歷程

C-GIS產(chǎn)品始于20世紀80時代初。1980年,日本開發(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,采用單項圓筒式結構,很像高壓GIS。隨后其它公司也推出了自己的產(chǎn)品。我國于20世紀90時代開始研發(fā)C一GIS。

中壓C-GIS的開展過程呈現(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。因為柜式結構具有體積小、占地面積小,維護性能好﹑結構簡單等特色，他們后期研發(fā)的產(chǎn)品都改為柜式結構。

(2)氣體距離削減。前期研發(fā)的C-GIS分紅很多氣室,如母線、阻隔開關、斷路器等氣體距離。因為C-GIS具有不受環(huán)境影響、可靠性高、免維護等特色,現(xiàn)在C一GIS都只剩1或2個氣室。

(3)元件組合化。阻隔開關和接地開關組合成一體成為三工位阻隔接地開關。個別公司產(chǎn)品還將三工位阻隔開關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)主接線方式簡單化。國外產(chǎn)品將線路側阻隔和接地開關取消，簡化了柜體結構，下降了成本。

(5)操控、監(jiān)測、維護、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,動態(tài)丈量范圍增大，可靠性高,成本下降。

5充氣柜開展趨勢

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

SF6氣體。

因為SF6被列為溫室效應氣體,因而要限制運用,開發(fā)使用無/少SF6型C-GIS。無/少SF6型C-GIS用氮氣、枯燥空氣等作絕緣介質(zhì),已有10kV、24kV充壓縮空氣或氮氣的產(chǎn)品投運，更高電壓等級的產(chǎn)品有待開發(fā)。

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

C-GIS智能化是另一個開展方向。經(jīng)過智能維護操控單元及后臺,可以使C-GIS智能化,實現(xiàn)狀況監(jiān)測,樹立計算機輔助維護體系、毛病確診體系對中壓C-GIS運轉(zhuǎn)狀況進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)重要元件例如斷路器、阻隔開關和操動機構等有關運轉(zhuǎn)參數(shù)的歸檔記載。對絕緣件老化狀況進行在線監(jiān)測與確診，樹立完善預防事故的維護監(jiān)控體系。

新產(chǎn)品開發(fā)中使用計算機模擬工具對電場、溫度場、應力場等進行優(yōu)化計算，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行，以保證質(zhì)量,提高可靠性,下降成本。模塊化設計及專業(yè)化生產(chǎn)可使中壓C-GIS與空氣絕緣開關柜成本之比降到1.5:1左右。

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

在城市軌道交通成功的使用使C-GIS技能改進、環(huán)保化要求提高,跟著技能更新和前進,C-GIS氣體絕緣開關柜必然向更高的可靠性、智能化、低成本、模塊化、環(huán)保型趨勢開展。

7結語

充氣柜的開展是市場的需求,跟著知識的更新和技能的前進,國內(nèi)制作企業(yè)對C-GIS產(chǎn)品知道會越來越深,產(chǎn)品的系列化、智能化,將使充氣柜能適應更多用戶的運用。環(huán)保型智能化充氣柜將逐步在軌道交通和配電網(wǎng)等領域取得推廣使用。