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0、引言
    隨著當代社會經(jīng)濟、現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力需求在各行業(yè)中都在不斷增大，尤其是中壓配電系統(tǒng)，在整個配電系統(tǒng)中發(fā)揮著“承上啟下”的作用，占據(jù)非常重要的地位，因此中壓配電設備的性能好壞對于整個電網(wǎng)的安全持續(xù)運行舉足輕重。C-GIS設備是上世紀未發(fā)展起來的專門應用在中壓系統(tǒng)中的配電設備，突出的安性、可靠性使其在本世紀初得到了迅猛發(fā)展，使C-GIS制造行業(yè)迅速興起，制造技術(shù)突飛猛進。本文通過介紹C-GIS的摹本原理、結(jié)構(gòu)、發(fā)展狀況及應用情況，分析了C-GIS系統(tǒng)在現(xiàn)階段各行各業(yè)的具體應用及其優(yōu)缺點，并對該設備的未來發(fā)展做出展望。
一、C-GIS設備簡介
1．C-GIS設備基本概念及原理
    C-GIS  (Cubicle-type  gas-insulated  metal-enclosedswitchgear)是指柜式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設備，是一種以斷路器為主開關(guān)，電壓電流等摹本參數(shù)在較高范圍內(nèi)的、應用于7. 2～40.5 kV電壓等級的一次配電設備。C - GIS是在GIS技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高技術(shù)含量產(chǎn)品，它將GIS的SF6絕緣、密封與空氣絕緣的金屬封閉開關(guān)設備制造技術(shù)進行有機結(jié)合，利用低壓力的氣體絕緣介質(zhì)、固體絕緣材料以及特定的柜式絕緣結(jié)構(gòu)將高壓導體、高壓元件密封或金屬封閉，達到能承受耐受額定絕緣水平的要求；利用開關(guān)元件、連接導體、電纜承載電流；利用真空滅弧開斷技術(shù)對線路的負荷、過載及短路電流進行控制、開斷，完成對線路及設備的關(guān)、斷及保護；使用現(xiàn)代傳感、數(shù)字及通信技術(shù)實現(xiàn)信息化、智能化控制。
2、發(fā)展狀況
   20世紀70年代末、80年代初，日本首先開發(fā)出84 kV C-GIS設備，當時采用的是厚鋼板焊接的方箱型密封柜體。隨后，有更多的公司開發(fā)了7. 2～126kV不同電壓等級的C-GIS產(chǎn)品，母線全部置于SF6氣體中：主開關(guān)選配真空斷路器或SF6斷路器：主接線與常規(guī)高壓GIS基本一致，配備上下隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)等，內(nèi)置電流互感器、電壓互感器、避雷器等高壓元件。技術(shù)進步主要表現(xiàn)在將SF6氣體絕緣技術(shù)應用到開關(guān)柜的制造上，充氣壓力降低，一般在0. 2MPa（表壓）以下，現(xiàn)場安裝時需要進行抽真空、充氣。
    2000年前后，中壓C-GIS設備有了飛躍式的發(fā)展，新的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、工藝、裝備等進入推廣使用階段。產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、可靠性進一步得到提高，尺寸進一步減小，密封柜體也進行了進一步改造，采用薄不銹鋼板焊接結(jié)構(gòu)，并開始采用激光焊接技術(shù)、同步抽真空與充氣技術(shù)、SF6氣體檢漏技術(shù)；采用新型的固體界面絕緣插接技術(shù)，并推廣應用于各氣室間、柜體間以及電壓互感器，避雷器等外置高壓元件的連接；傳感器被大量使用，如電流／電壓傳感器、位置傳感器、氣體壓力傳感器等，同時引入計算機控制技術(shù)，使產(chǎn)品的信息化、智能化得到很大提高：SF6氣體壓力進一步降低·一般在0. 05MPa以下，并已開發(fā)出采用壓縮宅氣、N2等作為絕緣介質(zhì)的C-GIS設備。技術(shù)進步主要表現(xiàn)在SF6氣體用量減少，固體界面絕緣技術(shù)的成熟與廣泛使用，參數(shù)水平提高，制造、檢漏技術(shù)與水平提高，產(chǎn)品已初步實現(xiàn)了信息化、智能化。
二、C-GIS設備應用分析
1、 C-GIS設備特點
   多年的發(fā)展及實踐證明．C-GIS設備在中壓配電系統(tǒng)中有著無與倫比的優(yōu)越性，SF6氣體的運用，無論在絕緣性能還是滅弧能力方面，都表現(xiàn)出了比空氣更多的優(yōu)勢，在較小的工作氣壓下就可獲得良好的絕緣性能，同時由于氣體絕緣的特殊性，C-GIS設備在設計過程中采用了防爆膜或壓力釋放通道，使維護人員受事故傷害的幾率幾乎降為零；全密封的柜體結(jié)構(gòu)，將導體及一些高壓元件完全與外界環(huán)境隔離，從而避免了由天氣、環(huán)境變化引起的濕熱、凝露、空氣污染等影響；激光焊接工藝、新型固體絕緣界面插接技術(shù)及硅膠材料的應用，使柜體各氣室間、柜體與外界環(huán)境的密封性能及柜體強度等得到很大提升，也使很多高壓元件（電壓互感器、避雷器等）實現(xiàn)了外置；更多的采用了新型傳感器，可以實現(xiàn)對C-GIS設備的遠程監(jiān)控。有了這些先進技術(shù)的應用，使C-GIS設備柜體體移{在原有小體積基礎(chǔ)上又減小了很多，尤其是40. 5kV等級C-GIS設備，比傳統(tǒng)空氣絕緣柜的占地面積、體積均減少了近2/3，制造商可以將每一臺柜體在工廠內(nèi)進行獨立封裝，然后成套運輸?shù)浆F(xiàn)場，良好的密封性能和小巧的體積也給運輸帶來方便，在進入現(xiàn)場后可直接安裝就位，省去了組裝、抽真空及充氣等繁瑣過程，不僅如此．C-GIS設備非常高的智能化、信息化水平，也完全適應了現(xiàn)代無人值守變電站的發(fā)展需要．
2、行業(yè)應用情況
   目前，中壓C-GIS產(chǎn)品的用戶主要集中在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，這些地區(qū)基礎(chǔ)建設規(guī)模大，工業(yè)化程度高，同時電力用戶的要求和認識都比較超前，故在一些重要場合使用了高可靠性和免維護的C-GIS。在經(jīng)濟建設重心內(nèi)移和C-GIS使用中顯現(xiàn)的優(yōu)越性的示范作用下，廣闊的中西部地區(qū)也開始使用。40.5kV C-GIS(含36kV)的最大使用領(lǐng)域是地鐵。至2005年，正在修建和計劃開工修建地鐵的城市有上海、廣州、深圳、南京、天津、重慶、長春、沈陽等，總建設里程超過400km。按36kV或40.5 kVC   GIS的用量10臺／km計算，地鐵中C GIS的使用量在4000臺左右。據(jù)不完全調(diào)查，地鐵用戶主要分布在上海、廣州、深圳、南京、天津等地，中心變電站主要集中在上海、北京、青島、深圳、天津、廣東等地，終端變電站主要集中在以上各大城市的高層建筑、污水站、工廠等。地鐵用戶占40%．中心變電站占3096，終端變電站占30%。
    就筆者所在的石化行業(yè)來看，石油化工產(chǎn)品的大需求量直接帶動著電力系統(tǒng)應用的規(guī)�；�，而且由于石化行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，空氣質(zhì)量較差，污染嚴重，傳統(tǒng)開關(guān)柜被腐蝕及污染現(xiàn)象嚴重，設備使用壽命短，而在此條件下卻非常適合采用C-GIS設備，全密封柜體結(jié)構(gòu)將導體、開關(guān)及其它一些高壓元件與外界完全隔離，在降低維護及檢修成本的同時也提高了供電安全性，可靠性，延長了設備的使用壽命。毫無疑問，C-GIS較傳統(tǒng)空氣絕緣柜優(yōu)勢明顯，在不久的將來其應用將越來越廣泛。
3、待改進問題及發(fā)展前景
    雖然C-GIS設備擁有很多優(yōu)點，應用越來越廣泛，但也不可忽視其存在的缺點及有待改進的環(huán)節(jié)。
    SF6氣體是用于高壓開關(guān)設備的性能優(yōu)良的絕緣與滅弧介質(zhì)，在常溫常壓下無色、無味、無毒，但在電弧作用下會分解出有毒成分，對空氣造成污染，而全世界都在注重環(huán)保的今天，有必要找出更加環(huán)保的絕緣介質(zhì)替代品，如N2、壓縮空氣等，從而提升C-GIS設備的環(huán)保性能；在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)新型真空斷路器，優(yōu)化斷路器的絕緣、操動機構(gòu)，提升系統(tǒng)的開合能力及可靠性：研究新型插接及密封技術(shù)，改善系統(tǒng)密封性能，延長設備使用壽命，在此基礎(chǔ)上使接口尺寸標準化、統(tǒng)一化，促進外置設備的通用化，真正實現(xiàn)C-GIS設備從少維護到免維護。
三、結(jié)束語
    隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，中壓C-GIS產(chǎn)品的使用量將會大大增加，而在技術(shù)創(chuàng)新和應用的推動下，G-GIS產(chǎn)品將朝著高可靠性、免維護、智能化、低成本、模塊化、少用或不用SF6氣體的方向發(fā)展。同時，國內(nèi)生產(chǎn)廠商應先努力學習國外先進技術(shù)和制造工藝，力爭技術(shù)創(chuàng)新，拉近與國外廠商的技術(shù)水平。
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