35kV气体绝缘开关设备国产化的若干问题
2006-10-18 10:59:25 来源：
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电力18讯： 一、引言
随着社会、经济的不断发展，工程建设的复杂程度的加大，用户对开关设备小型化、免维护、智能化的要求越来越高。中压领域尤其是在35kV电压等级，常规的以空气为绝缘介质的开关柜普遍体积较大（柜宽不小于1200mm，体积一般不小于7m），重量较重（一般不小于2t），操作困难，尤其不能满足在高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下使用要求。在这种背景下，C-GIS越来越被引起广泛关注。
柜式气体绝缘金属封闭开关设备（Cubicle Gas-Insulated Switchgear）简称为C-GIS，是高压GIS产品在中压领域的拓展。它是采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品。具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。
近年来，气体绝缘开关设备在我国也得到了迅速地推广与应用，特别是随着我国城市电网建设和改造、轨道交通以及大型工矿企业等对开关设备提出了小型化、智能化、免维护、全工况等新的更高要求，高性能、高品质的充气柜在国内的需求越来越强烈。由于传统空气绝缘开关设备受环境条件（如高海拔、潮湿、盐雾、污秽、腐蚀等）的局限性，已不能满足冶金、石化、矿山以及沿海地区等用户的要求；城市地铁和轻轨、高层建筑、大型企业等场合，因占地面积、空间限制等因素，也必将选用35kV气体绝缘开关设备。35kVC-GIS产品具有广阔的应用前景，目前国内所使用的绝大部分为进口产品。但是，国外产品由于电压等级、35kV电力系统中性点接地方式的差异，还不能完全满足国内用户的使用，因此必须加快国内C-GIS产品的研发、制造步伐。
二、35kV气体绝缘开关设备发展现状
1982年西门子公司首次在汉诺威展览会上展出了8DA10/8DB10型配真空断路器的SF6气体绝缘开关设备。之后，国外许多制造公司纷纷效仿，各自开发了自己的产品。不同的充气柜结构形式差别很大：一种是铝筒封闭式，一种是钢板封闭式。前者外形象高压SF6封闭式组合电器，后者外形象一般空气绝缘的开关柜。钢板封闭式与铝筒封闭式相比，具有较低的成本、较好的环境协调性和适应性，更容易被用户所接受。就35kV电压等级而言，目前出现较多的主要有：ABB公司的ZV2、ZX2，SEIMENS公司的NXPLUS，ALOSTOM公司的WS，三菱公司的30-GX等，额定电流最大到2500A，额定短路开断电流一般为25或31.5kA ，有个别公司达到40kA，依据额定电流大小，宽度尺寸一般为600mm或800mm。随着计算机技术、传感技术的不断发展，国外C-GIS已在智能化方面取得较大突破，可靠性、安全性进一步得到提高。
我国柜式充气柜的研发起步较晚，上世纪90年代，一些科研院所和部分企业开始了C-GIS的研制工作，到本世纪，有更多的企业参加进来，研发方向主要集中在35kV电压等级产品。除一些合资企业直接引进母公司技术组装生产外，大部分C-GIS生产厂家都是采用引进技术生产，还无法掌握其核心技术。目前只有以西安高压电器研究所为代表的少数单位自主研发，完成了型式试验，有个别生产厂家通过了产品鉴定。国内产品设计参数一般额定电流为1250A，额定短路开断电流为25kA ，宽度尺寸一般为800mm。国内产品设计中大量采用国际先进技术，产品的技术水平基本达到了国际同类产品先进水平。但是，由于制造工艺等原因，大部分生产厂家还是停留在生产摸索阶段，还无法向用户提供满意的产品。
三、35kV气体绝缘开关设备国产化过程中存在问题
由于充气柜市场的“蛋糕”十分诱人，国内企业纷纷加入到充气柜的研发中来，希望通过35kV气体绝缘开关设备的产品研制来调整企业产品结构。或者引进产品，或者是合作生产，或者是自己研制。35kVC-GIS产品既不同于高压GIS，也不同于常规空气绝缘的开关柜，开发难度大、周期长、需要花费大量的人力、物力和财力，国产化的进程速度缓慢。无论采用何种方式，企业都必须要有明确自身定位，都必须要认真思考一些问题，有利于减少35kV气体绝缘开关设备国产化过程中的失误。
1．慎重选择产品结构形式。
C-GIS产品都采取了简化的一次主接线方式，从母线连接技术来分，大致有两种结构形式：一种是气体绝缘母线，安装时必须在现场充气；另一种为固体绝缘母线，目前一般都采用了插接式母线技术，利用界面绝缘来实现柜与柜之间主母线的连通，现场不需要充气。
两种方式各有优缺点：第一种方式由于现场涉及到气体处理，需要专门的抽真空、充气设备，给安装带来不便，同时也受安装环境的限制，有可能导致灰尘、导电微粒等杂质进入气室中，影响开关设备的绝缘性能；第二种方式虽避免了上述问题，但也带来新问题。界面绝缘只要配合精确（一般要保证0.2MPa的接触压力），长期运行应该是很
随着社会、经济的不断发展，工程建设的复杂程度的加大，用户对开关设备小型化、免维护、智能化的要求越来越高。中压领域尤其是在35kV电压等级，常规的以空气为绝缘介质的开关柜普遍体积较大（柜宽不小于1200mm，体积一般不小于7m），重量较重（一般不小于2t），操作困难，尤其不能满足在高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下使用要求。在这种背景下，C-GIS越来越被引起广泛关注。
柜式气体绝缘金属封闭开关设备（Cubicle Gas-Insulated Switchgear）简称为C-GIS，是高压GIS产品在中压领域的拓展。它是采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品。具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。
近年来，气体绝缘开关设备在我国也得到了迅速地推广与应用，特别是随着我国城市电网建设和改造、轨道交通以及大型工矿企业等对开关设备提出了小型化、智能化、免维护、全工况等新的更高要求，高性能、高品质的充气柜在国内的需求越来越强烈。由于传统空气绝缘开关设备受环境条件（如高海拔、潮湿、盐雾、污秽、腐蚀等）的局限性，已不能满足冶金、石化、矿山以及沿海地区等用户的要求；城市地铁和轻轨、高层建筑、大型企业等场合，因占地面积、空间限制等因素，也必将选用35kV气体绝缘开关设备。35kVC-GIS产品具有广阔的应用前景，目前国内所使用的绝大部分为进口产品。但是，国外产品由于电压等级、35kV电力系统中性点接地方式的差异，还不能完全满足国内用户的使用，因此必须加快国内C-GIS产品的研发、制造步伐。
二、35kV气体绝缘开关设备发展现状
1982年西门子公司首次在汉诺威展览会上展出了8DA10/8DB10型配真空断路器的SF6气体绝缘开关设备。之后，国外许多制造公司纷纷效仿，各自开发了自己的产品。不同的充气柜结构形式差别很大：一种是铝筒封闭式，一种是钢板封闭式。前者外形象高压SF6封闭式组合电器，后者外形象一般空气绝缘的开关柜。钢板封闭式与铝筒封闭式相比，具有较低的成本、较好的环境协调性和适应性，更容易被用户所接受。就35kV电压等级而言，目前出现较多的主要有：ABB公司的ZV2、ZX2，SEIMENS公司的NXPLUS，ALOSTOM公司的WS，三菱公司的30-GX等，额定电流最大到2500A，额定短路开断电流一般为25或31.5kA ，有个别公司达到40kA，依据额定电流大小，宽度尺寸一般为600mm或800mm。随着计算机技术、传感技术的不断发展，国外C-GIS已在智能化方面取得较大突破，可靠性、安全性进一步得到提高。
我国柜式充气柜的研发起步较晚，上世纪90年代，一些科研院所和部分企业开始了C-GIS的研制工作，到本世纪，有更多的企业参加进来，研发方向主要集中在35kV电压等级产品。除一些合资企业直接引进母公司技术组装生产外，大部分C-GIS生产厂家都是采用引进技术生产，还无法掌握其核心技术。目前只有以西安高压电器研究所为代表的少数单位自主研发，完成了型式试验，有个别生产厂家通过了产品鉴定。国内产品设计参数一般额定电流为1250A，额定短路开断电流为25kA ，宽度尺寸一般为800mm。国内产品设计中大量采用国际先进技术，产品的技术水平基本达到了国际同类产品先进水平。但是，由于制造工艺等原因，大部分生产厂家还是停留在生产摸索阶段，还无法向用户提供满意的产品。
三、35kV气体绝缘开关设备国产化过程中存在问题
由于充气柜市场的“蛋糕”十分诱人，国内企业纷纷加入到充气柜的研发中来，希望通过35kV气体绝缘开关设备的产品研制来调整企业产品结构。或者引进产品，或者是合作生产，或者是自己研制。35kVC-GIS产品既不同于高压GIS，也不同于常规空气绝缘的开关柜，开发难度大、周期长、需要花费大量的人力、物力和财力，国产化的进程速度缓慢。无论采用何种方式，企业都必须要有明确自身定位，都必须要认真思考一些问题，有利于减少35kV气体绝缘开关设备国产化过程中的失误。
1．慎重选择产品结构形式。
C-GIS产品都采取了简化的一次主接线方式，从母线连接技术来分，大致有两种结构形式：一种是气体绝缘母线，安装时必须在现场充气；另一种为固体绝缘母线，目前一般都采用了插接式母线技术，利用界面绝缘来实现柜与柜之间主母线的连通，现场不需要充气。
两种方式各有优缺点：第一种方式由于现场涉及到气体处理，需要专门的抽真空、充气设备，给安装带来不便，同时也受安装环境的限制，有可能导致灰尘、导电微粒等杂质进入气室中，影响开关设备的绝缘性能；第二种方式虽避免了上述问题，但也带来新问题。界面绝缘只要配合精确（一般要保证0.2MPa的接触压力），长期运行应该是很
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