充气柜

户内交流高压气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称"充气柜")是新一代开关设备，主开关既可以用真空断路器也可以用弹簧机构的真空断路器，整柜采用空气绝缘与六氟化硫气体隔室相结合，既紧凑又可扩充，适用于配电自动化。 充气柜具有结构紧凑、操作灵活、联锁可靠等特点，对各种不同的应用场合(特别是环境恶劣的场所)、不同的用户要求均能提供令人满意的技术方案。和最新保护继电器的采用，加上先进的技术性能及轻便灵活的装配方案，完全可以满足用户不同的需求。充气柜适用于电力系统的小型二次、箱式变电站、住宅小区、工矿企业用户选型最多的是柜式C-GIS，约占总需求量的70%-85%;其次是筒式，如SIEMENS和AREVA的产品，就同72.5kV以上的GIS类似。选择主要集中在市场占主导地位的排名前8位产品上，如德国SIEMENS、ABB和AREVA(原Alstom)，马来西亚泰高(TAMCO)，韩国现代南自，日本AE。这些厂家在国内都有自己的公司或合资公司，其产品已经系列化，且摆脱了许多设计常规和习惯的束缚，形成了自己独特的设计思想和设计风格。如欧洲一些公司的C-GIS就颇为引人注目，既适合复杂用户终端的要求，又满足了各种二次变电站对紧凑型开关柜灵活使用的需要，使问津用户日渐增多。此外，由于我国电网的质量还达不到国际一流要求，电网的不稳定性就要求C-GIS提高额定参数，加强产品的绝缘，现时用户在10kV供电网络上使用的C-GIS，多选择12kV额定电压的开关设备

⑵国产产品的主流选型

由于C-GIS对工艺装备要求极高，加工难度很大，目前国内企业通过引进、消化、合作，开发出一批适用型的柜式C-GIS，不仅通过了型式试验，而且进入批量生产，有的已形成系列化，如西高所、西安森源、镇江龙源，以及天水长城、上海天灵(见表2)、广东顺德等，其中采用密封压力系统和保护测控技术，以及应用绝缘老化在线检测技术和温升无线传感技术，使C-GIS状态监测和故障诊断技术得到质的提高的新产品，受到格外的关注。

1.2结构的选择

由于不同厂家不同型号的开关柜在外形和结构等方面存在较大的差异，用户的选择原则也各有侧重。其中，一个共同的关注点是用户的母线结构对12kV的C-GIS的总体结构有限制要求，因而在选购时更看重将C-GIS技术与常规开关技术有机结合并发展的产品，为使母线在现场便于安装，都会顺应自己的母线结构来确定。按一次主回路中的母线、隔离开关和断路器三个主要模块之间的相对位置，划分为三种类型结构:

⑴上中下布置

这是使用插接式固体绝缘母线和充气母线室+母线连接器结构的选择，其典型产品是日本三菱的HS-X12

⑵下中上布置

这是使用充气母线室+母线连接器结构的选择，其典型产品是上海天灵的N2S、ABB的ZX1.2，这种布置实现双母线不太方便。

⑶后中前布置

这是使用气体绝缘母线和充气母线室+母线连接器结构的选择，其典型产品是ALSTOM的WS

1.3性能的选择

⑴绝缘水平及体积

国外的C-GIS根据确定绝缘水平，一次主回路和隔离断口的耐压值较国内产品低，因国内产品既要符合IEC标准，还需达国标。国内外产品体积差异也较大，国内产品相间、相对地及较大，且体积较大，质量较重。高原用户多选择性价比高的5类产品:

①在各气室、柜体和避雷器等高压元件连接上，采用新型的固体界面绝缘插接技术的产品。

②使用固体绝缘母线或充气母线室+母线连接器，现场安装已不需要抽真空充气的产品。

③简化一次主接线，没有了线路侧隔离开关的产品。

④大量使用电流/电压传感器、位置传感器、密度传感器等的产品。

⑤把PT安装在开关柜顶上，省掉了一个PT柜的产品。

⑵载流能力

国外的C-GIS额定电流普遍都较高，如ABB的ZX2和西门子的8DA10的母线额定电流均达2500A，而国内基本上是1250A。其主要原因是受产品整体设计水平尤其是散热设计水平的影响，以及受绝缘母线和电缆接插件本身通流能力的限制。而载流能力大小往往左右着产品的选择取向。

⑶系列化

国外大公司起步早，经过多年的开发已形成系列化产品，如ABB推出的ZXO、ZX1、ZX2等产品，主开关既可也可选真空断路器或SF6断路器;主接线既有单母线方案，又有双母线方案，适宜用户的多种需求。国产的品种就比较单一，选择的余地较小，一些厂家的产品系列化还尚有时日。

⑷制造工艺

中外主导厂商纷纷采用现代化的加工装备、加工工艺和焊接工艺。如采用SF6气体较多的欧洲产品，他们拥有先进的充气罐和一流的质量监控技术，箱式壳体采用机器人焊接，无漏气，占地面积很小。国内的主流厂商也奋起迎接挑战，利用先进的板材下料、折弯和焊接设备，密封箱体采用薄型不锈钢焊接结构、氦质谱检漏等技术，使密封箱体的精度和刚度提高，漏气率降低。从而，把柜体结构发展为有灵活组合、性能更好的铠装式柜体，各气室都是独立的，断路器气室、母线气室构成积木式结构，使单母线和双母线组合灵活。

⑴适用性能强

我国西部有高海拔、凝露、盐雾和污秽等外界环境条件的影响，还有越来越多的要求高可靠性的空间狭小的高层建筑、集中的工商业区和轨道交通等建设工程，C-GIS已成为最佳的配电设备。它不但不存在大气状态的影响，而且柜型外壳体积很小，节省了占地面积，与周围环境在布局、大小和外观等方面更加协调，更加相适应，使工程建设的综合经济效益十分明显。昆明、贵阳和成都等地城网的升级和增容工程中选用了C-GIS，运行就带来了较好的收益。

⑵安装性能好

C-GIS将各种高压元件组成若干标准模块，通过组合可以满足各种主接线的要求，满足各种不同使用场合的需要。它整体运输到现场，成套吊装就位，安装时可不涉及SF6气体的处理。还可很方便地通过预留的电缆插座，增加进出线电缆的数量进行扩容，或增加柜子向柜体的一边或两边进行扩展。高压元件设置在箱形的充气壳体内，更易于采用电缆作为电源的引入和引出，更方便与变压器的连接和布置，还不受空间的限制，更容易组成系统。

⑶安全性能大

因C-GIS主回路的导电部分密封于SF6等绝缘气体中，且高压带电导体封闭，使其具有可靠性高和适宜频繁操作的优点，满足了导致大额定电流、大短路开断电流，以及频繁操作、需求;还能准确地接受和分配电能，对电路实行有效的控制和保护及检测。如杭州的用户在使用C-GIS时均没有发现触电和火灾的危险发生，保证了设备和操作人员的安全。

、大型商场，特别适用于机场、地铁、铁路等对用电要求较高的场合。