充氣柜采購(gòu)要點(diǎn)【發(fā)表日期：2016-05-14 14:10:00】

我國(guó)地勢(shì)西高東低，山地約占33%，高海拔地區(qū)約占26%，青藏高原平均海拔4000m以上，其以北和以東浩瀚的高原及盆地多為海拔1000m至2000m。高海拔地區(qū)氣候復(fù)雜多樣，時(shí)受潮濕、凝露、鹽霧和臺(tái)風(fēng)的侵襲;加之西部大開(kāi)發(fā)以后，日益興旺發(fā)達(dá)的工業(yè)和交通等，也使電網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備極易產(chǎn)生污穢和腐蝕。配電網(wǎng)上使用的傳統(tǒng)空氣絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備，受此環(huán)境條件的局限，已不能滿(mǎn)足要求，開(kāi)始逐步更新?lián)Q代。12kV的柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)C-GIS)，雖然在我國(guó)起步才幾年，但由于具有占地面積小、智能化程度高、免維護(hù)、全工況等特點(diǎn)，使其逐漸成為一個(gè)新的選擇。近幾年，四川和云貴等地相繼組織過(guò)幾次較大范圍的電網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備改造，將傳統(tǒng)的15-20年的更新周期一舉改變?yōu)檫B續(xù)頻繁的更新。尤其是一些新開(kāi)工的電網(wǎng)工程，從設(shè)計(jì)源頭抓起，選擇配置12kV的C-GIS，以滿(mǎn)足在一定時(shí)間內(nèi)仍能正常應(yīng)用的必備條件。目前，C-GIS在冶金、石化、礦山、開(kāi)發(fā)區(qū)、城市軌道交通和高層建筑等范圍內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越多。

折疊1應(yīng)用現(xiàn)狀與選擇

1.1型式的選擇

⑴進(jìn)口產(chǎn)品的主流選型

用戶(hù)選型最多的是柜式C-GIS，約占總需求量的70%-85%;其次是筒式，如SIEMENS和AREVA的產(chǎn)品，就同72.5kV以上的GIS類(lèi)似。選擇主要集中在市場(chǎng)占主導(dǎo)地位的排名前8位產(chǎn)品上，如德國(guó)SIEMENS、ABB和AREVA(原Alstom)，馬來(lái)西亞泰高(TAMCO)，韓國(guó)現(xiàn)代南自，日本AE。這些廠家在國(guó)內(nèi)都有自己的公司或合資公司，其產(chǎn)品已經(jīng)系列化，且擺脫了許多設(shè)計(jì)常規(guī)和習(xí)慣的束縛，形成了自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)風(fēng)格。如歐洲一些公司的C-GIS就頗為引人注目，既適合復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或用戶(hù)終端的要求，又滿(mǎn)足了各種二次變電站對(duì)緊湊型開(kāi)關(guān)柜靈活使用的需要，使問(wèn)津用戶(hù)日漸增多。此外，由于我國(guó)電網(wǎng)的質(zhì)量還達(dá)不到國(guó)際一流要求，電網(wǎng)的不穩(wěn)定性就要求C-GIS提高額定參數(shù)，加強(qiáng)產(chǎn)品的絕緣，現(xiàn)時(shí)用戶(hù)在10kV供電網(wǎng)絡(luò)上使用的C-GIS，多選擇12kV額定電壓的開(kāi)關(guān)設(shè)備

⑵國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的主流選型

由于C-GIS對(duì)工藝裝備要求極高，加工難度很大，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化、合作，開(kāi)發(fā)出一批適用型的柜式C-GIS，不僅通過(guò)了型式試驗(yàn)，而且進(jìn)入批量生產(chǎn)，有的已形成系列化，如西高所、西安森源、鎮(zhèn)江龍?jiān)?，以及天水長(zhǎng)城、上海天靈(見(jiàn)表2)、廣東順德等，其中采用密封壓力系統(tǒng)和保護(hù)測(cè)控技術(shù)，以及應(yīng)用絕緣老化在線檢測(cè)技術(shù)和溫升無(wú)線傳感技術(shù)，使C-GIS狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)得到質(zhì)的提高的新產(chǎn)品，受到格外的關(guān)注。

1.2結(jié)構(gòu)的選擇

由于不同廠家不同型號(hào)的開(kāi)關(guān)柜在外形和結(jié)構(gòu)等方面存在較大的差異，用戶(hù)的選擇原則也各有側(cè)重。其中，一個(gè)共同的關(guān)注點(diǎn)是用戶(hù)的母線結(jié)構(gòu)對(duì)12kV的C-GIS的總體結(jié)構(gòu)有限制要求，因而在選購(gòu)時(shí)更看重將C-GIS技術(shù)與常規(guī)開(kāi)關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合并發(fā)展的產(chǎn)品，為使母線在現(xiàn)場(chǎng)便于安裝，都會(huì)順應(yīng)自己的母線結(jié)構(gòu)來(lái)確定。按一次主回路中的母線、隔離開(kāi)關(guān)和斷路器三個(gè)主要模塊之間的相對(duì)位置，劃分為三種類(lèi)型結(jié)構(gòu):

⑴上中下布置

這是使用插接式固體絕緣母線和充氣母線室+母線連接器結(jié)構(gòu)的選擇，其典型產(chǎn)品是日本三菱的HS-X12

⑵下中上布置

這是使用充氣母線室+母線連接器結(jié)構(gòu)的選擇，其典型產(chǎn)品是上海天靈的N2S、ABB的ZX1.2，這種布置實(shí)現(xiàn)雙母線不太方便。

⑶后中前布置

這是使用氣體絕緣母線和充氣母線室+母線連接器結(jié)構(gòu)的選擇，其典型產(chǎn)品是ALSTOM的WS

1.3性能的選擇

⑴絕緣水平及體積

國(guó)外的C-GIS根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)確定絕緣水平，一次主回路和隔離斷口的耐壓值較國(guó)內(nèi)產(chǎn)品低，因國(guó)內(nèi)產(chǎn)品既要符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，還需達(dá)國(guó)標(biāo)。國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品體積差異也較大，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品相間、相對(duì)地及爬電距離較大，且體積較大，質(zhì)量較重。高原用戶(hù)多選擇性?xún)r(jià)比高的5類(lèi)產(chǎn)品:

①在各氣室、柜體間、電壓互感器和避雷器等高壓元件連接上，采用新型的固體界面絕緣插接技術(shù)的產(chǎn)品。

②使用固體絕緣母線或充氣母線室+母線連接器，現(xiàn)場(chǎng)安裝已不需要抽真空充氣的產(chǎn)品。

③簡(jiǎn)化一次主接線，沒(méi)有了線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品。

④大量使用電流/電壓傳感器、位置傳感器、密度傳感器等的產(chǎn)品。

⑤把PT安裝在開(kāi)關(guān)柜頂上，省掉了一個(gè)PT柜的產(chǎn)品。

⑵載流能力

國(guó)外的C-GIS額定電流普遍都較高，如ABB的ZX2和西門(mén)子的8DA10的母線額定電流均達(dá)2500A，而國(guó)內(nèi)基本上是1250A。其主要原因是受產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)水平尤其是散熱設(shè)計(jì)水平的影響，以及受絕緣母線和電纜接插件本身通流能力的限制。而載流能力大小往往左右著產(chǎn)品的選擇取向。

⑶系列化

國(guó)外大公司起步早，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)已形成系列化產(chǎn)品，如ABB推出的ZXO、ZX1、ZX2等產(chǎn)品，主開(kāi)關(guān)既可選負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也可選真空斷路器或SF6斷路器;主接線既有單母線方案，又有雙母線方案，適宜用戶(hù)的多種需求。國(guó)產(chǎn)的品種就比較單一，選擇的余地較小，一些廠家的產(chǎn)品系列化還尚有時(shí)日。

⑷制造工藝

中外主導(dǎo)廠商紛紛采用現(xiàn)代化的加工裝備、加工工藝和焊接工藝。如采用SF6氣體較多的歐洲產(chǎn)品，他們擁有先進(jìn)的充氣罐和一流的質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)，箱式殼體采用機(jī)器人焊接，無(wú)漏氣，占地面積很小。國(guó)內(nèi)的主流廠商也奮起迎接挑戰(zhàn)，利用先進(jìn)的板材下料、折彎和焊接設(shè)備，密封箱體采用薄型不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，運(yùn)用激光焊接、氦質(zhì)譜檢漏等技術(shù)，使密封箱體的精度和剛度提高，漏氣率降低。從而，把柜體結(jié)構(gòu)發(fā)展為有靈活組合、性能更好的鎧裝式柜體，各氣室都是獨(dú)立的，斷路器氣室、母線氣室構(gòu)成積木式結(jié)構(gòu)，使單母線和雙母線組合靈活。

折疊2應(yīng)用效果與缺陷

2.1應(yīng)用的效果顯著

⑴適用性能強(qiáng)

我國(guó)西部有高海拔、凝露、鹽霧和污穢等外界環(huán)境條件的影響，還有越來(lái)越多的要求高可靠性的空間狹小的高層建筑、集中的工商業(yè)區(qū)和軌道交通等建設(shè)工程，C-GIS已成為最佳的配電設(shè)備。它不但不存在大氣狀態(tài)的影響，而且柜型外殼體積很小，節(jié)省了占地面積，與周?chē)h(huán)境在布局、大小和外觀等方面更加協(xié)調(diào)，更加相適應(yīng)，使工程建設(shè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。昆明、貴陽(yáng)和成都等地城網(wǎng)的升級(jí)和增容工程中選用了C-GIS，運(yùn)行就帶來(lái)了較好的收益。

⑵安裝性能好

C-GIS將各種高壓元件組成若干標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)組合可以滿(mǎn)足各種主接線的要求，滿(mǎn)足各種不同使用場(chǎng)合的需要。它整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，成套吊裝就位，安裝時(shí)可不涉及SF6氣體的處理。還可很方便地通過(guò)預(yù)留的電纜插座，增加進(jìn)出線電纜的數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)容，或增加柜子向柜體的一邊或兩邊進(jìn)行擴(kuò)展。高壓元件設(shè)置在箱形的充氣殼體內(nèi)，更易于采用電纜作為電源的引入和引出，更方便與變壓器的連接和布置，還不受空間的限制，更容易組成系統(tǒng)。

⑶安全性能大

因C-GIS主回路的導(dǎo)電部分密封于SF6等絕緣氣體中，且高壓帶電導(dǎo)體封閉，使其具有可靠性高和適宜頻繁操作的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足了電網(wǎng)變電所負(fù)荷急劇增加運(yùn)行導(dǎo)致大額定電流、大短路開(kāi)斷電流，以及頻繁操作、低過(guò)電壓等技術(shù)的需求;還能準(zhǔn)確地接受和分配電能，對(duì)電路實(shí)行有效的控制和保護(hù)及檢測(cè)。如杭州的用戶(hù)在使用C-GIS時(shí)均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)觸電和火災(zāi)的危險(xiǎn)發(fā)生，保證了設(shè)備和操作人員的安全。

⑷維護(hù)性能高

因C-GIS各種高壓元件或用氣體密封，或以金屬封閉，零部件無(wú)腐蝕、生銹現(xiàn)象，也沒(méi)有由此造成的操作和導(dǎo)電的影響，需要維修的工作量很小。采用的真空斷路器壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，也可免維護(hù)或少維護(hù)。

2.2應(yīng)用的主要缺陷

⑴產(chǎn)需雙方對(duì)接不夠穩(wěn)妥

①有的廠家還處在20世紀(jì)90年代初的水平，生產(chǎn)12kV的C-GIS僅僅在早期40.5kV的C-GIS基礎(chǔ)上，將40.5kV的部件更換為12kV的相應(yīng)部件，而柜體外形減小量不大，甚至就沒(méi)有變化，這樣的產(chǎn)品相比之下就很顯遜色。

②12kV的C-GIS市場(chǎng)售價(jià)過(guò)高，還不被并不一定要使用C-GIS的用戶(hù)所接受。預(yù)計(jì)其綜合成本為正常柜子的1.5倍，但現(xiàn)在多數(shù)仍為3倍左右，價(jià)格為相當(dāng)一部分用戶(hù)不能接受。

③許多產(chǎn)品還處于不完善的發(fā)展期，如以壓縮空氣作為充氣介質(zhì),由于其壓力與SF6的壓力相差很多,有可能導(dǎo)致選用材質(zhì)的變化,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的性能變化。再如，根據(jù)GB3906─1991國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品供電連續(xù)性最高級(jí)別為L(zhǎng)SCB2級(jí),而50%的C-GIS仍采用單氣室,就勢(shì)必要改為雙氣室。

⑵廠商配套服務(wù)沒(méi)有跟上

①由于一些12kV的C-GIS生產(chǎn)廠家夸大宣傳產(chǎn)品性能，加之規(guī)定檢修周期的延長(zhǎng)和系統(tǒng)停電檢修困難，使一部分用戶(hù)放松了檢修和管理，設(shè)備帶病運(yùn)行的情況時(shí)有發(fā)生，以致開(kāi)關(guān)柜絕緣被擊穿。

②生產(chǎn)廠家出于競(jìng)爭(zhēng)的考慮，構(gòu)筑的技術(shù)壁壘本無(wú)可厚非，但用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)，僅僅拿到一本通用型的簡(jiǎn)要使用說(shuō)明書(shū)，缺少一本權(quán)威的12kV的C-GIS檢修工藝指導(dǎo)書(shū)，妨礙了用戶(hù)使用和檢修技能的提高。

③不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備種類(lèi)配件有差異，檢修使用的備品配件難配發(fā)，同種型號(hào)不同廠家的檢修工藝及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，且各用戶(hù)的安裝布置方式不同，特別是有的產(chǎn)品質(zhì)量存在先天不足。如日韓的產(chǎn)品較多采用笨拙的鑄造罐加焊接，占地面積大，因鑄造工藝精度較難保證，漏氣點(diǎn)較多。

折疊3設(shè)備改造與展望

3.1要為預(yù)裝式變電所做好配供產(chǎn)品

近年來(lái)，我國(guó)西部高海拔地區(qū)城網(wǎng)改造和農(nóng)網(wǎng)的終端12kV變電所中越來(lái)越多地采用了預(yù)裝式變電所，既便于建設(shè)安裝，又不需建房占用過(guò)多的土地。其技術(shù)參數(shù)和功能，以及C-GIS等主要設(shè)備，多數(shù)是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17467??-1998規(guī)定來(lái)要求，促進(jìn)了電網(wǎng)技術(shù)裝備的進(jìn)步，因而倍受運(yùn)行部門(mén)的歡迎。但也有一些12kV預(yù)裝式變電所的高壓配電裝置及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，使用一個(gè)公用的外殼，或者一組外殼封閉起來(lái)，其高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備等主要元件內(nèi)涵與國(guó)標(biāo)GB/T17467-1998規(guī)定相距較大?，F(xiàn)在，用戶(hù)普遍對(duì)12kV的C-GIS機(jī)械壽命、電器壽命提出了新的要求。所以，其生產(chǎn)廠商不僅要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、制造水平嚴(yán)格選擇;還要在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于技術(shù)參數(shù)、機(jī)械特性、操作方法等的配置，必須遵循國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以推動(dòng)電氣工程整體水平的提高。

3.2要為電網(wǎng)自動(dòng)化提供智能化產(chǎn)品

我國(guó)西部高海拔地區(qū)電網(wǎng)的智能化改造步伐日益加快，在電氣工程設(shè)計(jì)中對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的配置都表現(xiàn)出極強(qiáng)的超前意識(shí)，去年選購(gòu)智能型C-GIS的客戶(hù)就比上年增加一成多。用戶(hù)青睞能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、建立計(jì)算機(jī)輔助維護(hù)系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng)的產(chǎn)品，因它記錄的運(yùn)行參數(shù)可提供防止誤動(dòng)作或維護(hù)措施的信息，有助于防止突發(fā)的和費(fèi)用較大的故障。而現(xiàn)時(shí)C-GIS對(duì)于狀態(tài)檢修在線監(jiān)測(cè)功能尚顯不足，如導(dǎo)體溫度、分合閘線圈斷線、內(nèi)絕緣凝露、機(jī)械特性和局部放電等，有待進(jìn)一步的研發(fā)提高，以適應(yīng)配電網(wǎng)自動(dòng)化和免維護(hù)的新需求。

3.3要為增加社會(huì)效益多產(chǎn)環(huán)保型產(chǎn)品

由于C-GIS常用的充氣介質(zhì)SF6屬于溫室氣體,其使用量應(yīng)盡可能減少。日本東芝公司已經(jīng)研制出壓縮空氣作為充氣介質(zhì),也有的主流廠商不再采用高壓力，改用小于0.25MPa(20℃時(shí)的絕對(duì)值)的SF6氣體，也有的采用N2和SF6+N2混合氣體。這是發(fā)展方向，理應(yīng)盡快研制這類(lèi)特色產(chǎn)品。還要降低帶電場(chǎng)控制元件的絕緣子尺寸，提高其澆注工藝水平，盡快攻克材料、工藝方面的難題。絕緣環(huán)氧樹(shù)脂也急需更新?lián)Q代，加快研發(fā)低介電常數(shù)、耐熱性及強(qiáng)度等均良好的樹(shù)脂。另外，要通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，使C-GIS的成本之比降低到1.5:1左右。

3.4要為不同地區(qū)電網(wǎng)增加專(zhuān)用型產(chǎn)品

高海拔地區(qū)12kV的電網(wǎng)需要相適應(yīng)的專(zhuān)用型C-GIS，而市面上清一色的普通開(kāi)關(guān)設(shè)備，顯然不能滿(mǎn)足需要。呼請(qǐng)生產(chǎn)廠商盡快在標(biāo)準(zhǔn)系列之外增添一些適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境及各運(yùn)行部門(mén)的個(gè)性化產(chǎn)品系列，并對(duì)開(kāi)關(guān)柜的絕緣留足夠的裕度，甚至重新設(shè)計(jì)柜形，這樣就不必因?yàn)樵诂F(xiàn)有柜形的局限下改進(jìn)絕緣措施，因而更能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，這種富有針對(duì)性的產(chǎn)品肯定大有市場(chǎng)。誠(chéng)然，其內(nèi)容相對(duì)較廣，開(kāi)發(fā)的難度較大，但隨著現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展和科技進(jìn)步，勢(shì)必迎來(lái)一個(gè)較為完善的智能化、專(zhuān)用型、系列化的C-GIS應(yīng)用與發(fā)展的喜人局面。