中压环保型气体绝缘开关设备的设计
气体绝缘环网开关柜的设计与使用技术
环 网柜 在城 市 、农 村 电网改 造 工 程 、工 矿 企
业 、高层 建筑 、公共设施 等部 门作为环 网供 电单 元
和终端设 备 ，是 电能分配 、控制 和电气保 护 的最 佳 设备 。 气 体 绝缘 环 网柜是 将 诸 如母 线 、断路 器 （ 或 负荷 开关 ） 、隔离 开关 、互 感 器等重 要 高压元 件 封 闭在充有 较低压 力 的 Ｓ Ｆ 气体 的不锈 钢壳体 内的中 压成套设 备 。其 突出 的特 点是安全 、可靠性 高 、操
优 异 、安 全 可 靠 等特 点 ，在 我 国二 次 配 电 系统 得
到 了越 来 越 广 泛 的运 用 。 以下对 气 体 绝缘 环 网柜 在 设 计 、制 造 以及 使 用 时 需 注 意 的一 些关 键 技 术 做 具体 的 阐述 。
一
２— ０绝缘 开关 柜在设 计 、制 造 以及 使用 时需 注意 的一些 关键 技术 。
关 键 词 ：气 体 绝 缘 环 网 柜 设 计 技 术 使 用 技 术
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄＡｐ ｌ ａｉｎＴ ｃ ｎ ｌｇｅ ｆ ｓ ｎ ｕ ａｅ ｓｇ ｎ ｐ ｉ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓｏ ｓ ｌｔｄ ｃ ｏ Ｇａ Ｉ ＲｉｇＭ ａｎＵｎ ｔ ｎ ｉ ｉ
可 能造 成 整 台设 备 的报废 。
（ 用 整体泄漏探 测系统对 每一个气 室进行气 ２） 体密封 性检查 ，并将 这种测 试作 为常规测 试 ，其年
１ 气体绝缘环 网柜设计与制造关键技术
气 体绝 缘 环 网柜 在 设计 与 制 造 时 ，需 主要 解
决 以下 几个方 面 的技 术 难题 。
１ １ 密封 ．
漏 气 率 一 直 是 生 产 厂 家 和 用 户 关 注 的焦 点 。 我 国相关标 准对于气 体绝缘 的开关设 备 的气 体年泄 漏率 均要求在 １ 年 以下 。由于环 网柜使用 寿命一 ％／ 般都在 ３ ０年左右 ，故密 封时要考虑到密封元件 的压 缩量 、寿命 、老化 、可 靠性方 面 的 因素 。 气 体绝 缘环 网柜 的密 封方式 主要 有焊 接密封 、 密封 圈密封及 金属波 纹管密封 等等 。 目前 ，普 遍采 用密 封 圈来 实 现气体 的动静 密封 ，如 ＡＢ Ｂ公 司 的 Ｓ Ｇ、施耐德公 司的 Ｓ Ｆ Ｍ６开关 。但是 ，也有 采用不 锈钢焊 接和密封 圈相结 合的 密封形 式 。采用焊 接密 封时 ，要保证 焊缝 的气密性 。 由于一 般 的焊 接设备 和焊接 技术达 不到此 要求 ，故 至少要 使用氩 弧焊或 激光焊 接设备进 行焊接 。西 门子公 司的环 网柜 （ 如
新型气体绝缘开关设备的研发与应用
新型气体绝缘开关设备的研发与应用气体绝缘开关设备是一种关键的电力传输与配电设备，其在电力系统中发挥着至关重要的作用。
随着科技的发展和对电力设备性能要求的不断提高，传统的气体绝缘开关设备已经逐渐不能满足现代电力系统的需求。
因此，新型气体绝缘开关设备的研发与应用成为当前电力行业的热点之一。
本文将就新型气体绝缘开关设备的研发现状、关键技术和应用前景进行探讨。
一、研发现状新型气体绝缘开关设备的研发一直是电力领域的重要课题之一。
目前，国内外在这一领域都投入了大量的人力、物力和财力。
在研发方面，主要集中在以下几个方面：1. 材料技术：新型气体绝缘开关设备的关键部件需要具备优异的绝缘性能和机械强度，因此材料的选择至关重要。
目前，有机化合物、硅氧烷等新型材料被广泛应用于气体绝缘开关设备的研发中。
2. 结构设计：为了提高设备的可靠性和安全性，研究人员不断优化设备的结构设计。
采用模块化设计、多层绝缘等技术，可以有效地提高设备的抗干扰能力和抗击打能力。
3. 智能化技术：随着智能电网的发展，新型气体绝缘开关设备也在向智能化方向发展。
通过引入传感器、通信模块等技术，实现设备的在线监测和远程控制，提高了设备的运行效率和管理水平。
二、关键技术在新型气体绝缘开关设备的研发过程中，有几项关键技术尤为重要：1. 气体绝缘介质：优化气体绝缘介质的性能，提高其绝缘强度和耐受电弧能力，是新型气体绝缘开关设备研发的关键之一。
目前，硫化氢气体、氟化气体等被广泛用于气体绝缘开关设备的绝缘介质。
2. 开关机构：开关机构是气体绝缘开关设备的核心部件，其性能直接影响到设备的可靠性和安全性。
因此，研发高性能、低损耗的开关机构是新型气体绝缘开关设备研发的重点之一。
3. 智能化控制系统：智能化控制系统是新型气体绝缘开关设备的重要组成部分，它能够实现设备的智能监测、故障诊断和远程控制，提高了设备的运行效率和管理水平。
三、应用前景新型气体绝缘开关设备具有体积小、重量轻、绝缘性能好、安全可靠等优点，逐渐取代了传统的气体绝缘开关设备，成为电力系统中的主流产品。
ABB ZX0-气体绝缘中压开关设备- 安装使用说明书
— Z X 0-气体绝缘中压开关设备—安装使用说明书ZX0-气体绝缘中压开关设备• 安全的防护能力• 卓越的产品质量• 灵活的解决方案• 经济的运维成本23—目录005 – 006 007 – 008 009 – 021 022023 – 040 041 – 043 044044045046047 – 048标准，规定，注释，其他文件1 运输和存储2 开关设备的现场安装3 试运行4 操作5 试验流程6 服务7 产品退役后的措施8 工具清单9 工作物料，辅助物料和附件10 技术参数4Z X0-气体绝缘中压开关设备安装使用说明书—安全第一 ！•开关设备只能安装于适合电气设备工作的户内场所•确保由专业人员来进行安装、操作和维护•必须保证安装、操作和维护过程符合标准和法规的要求•严格遵守本操作手册的规定•不要超出开关设备在正常工作条件下的额定参数•确保操作人员可方便的得到本指导手册，且拥有能执行正确操作的技能•应特别注意说明书中标有如下危险标志的注意事项正确可靠的操作确保您和他人的发全！如有任何需求，请联系ABB客户服务人员。
标准，规定，注释，其他文件5—标准，规定，注释，其他文件中压开关设备的相应标准本手册的一些基本注释：为了保证操作的正确性，在操作之前，请阅读此手册的相关章节。
本手册中，根据重要性不同而使用不同的标志。
标志的含义如下：“危险”标志，表示如果未按指定方法操作，可能会导致人员的死亡或严重伤害，同时可能对设备有重大破坏性影响。
“重要”标志，表示如果未按指定方法操作，可能会导致人身的伤害，同时可能对设备有破坏性影响。
“注意”标志，表示请参考更详细的资料。
安全警示:GB/T 3906的抗内部燃弧等级是经过试验验证的对操作人员的保护等级。
根据GB/T 3906的规定，此信息应标识在开关柜的铭牌上。
代码的含义如下（举例）：开关设备开关设备断路器隔离开关和接地开关负荷开关负荷开关保险丝组合件 高压熔断器IEC62271-16029862271-10062271-10260265-162271-10560282高压开关设备和控制设备的一般技术规范高压开关设备和控制设备。
中压气体绝缘金属封闭开关设备
后 中前 布 置 。 以第 一 类 居 多 。
气 室 的设 置 ，现 多 为单 气室 和二 气 室 。单 气 室
内动 作 ， 能有 效 地保 护 电机 不被 烧 坏 。
件 ， 而 且 不 是 频 繁 启 动 ， 运 行 特 点 与 普 通 电机 不 同 ， 通 过 长 期 的 应 用 和 维 护 来 看 ， 使 用 具 有 以 上 几 种 功 能 的 综 合 保 护 器 会 起 到 有 效 的 保 护 作 用 ， 主 要 特 点 是 过 流 值 比 普 通 电 机 要 小 ， 而 且 应 有 欠 流 保 护 和 启 动 时 间 设 定 等 功 能 。 这 种 可 靠 、恰 当 、 廉 价 的 保 护 形 式 ， 可 有 效 地 减 少 故 障 的 发 生 ， 提 供 准 确 的 故 障 数 据 ， 对 设 备 维 护 起 到 了很 好 的 作 用 。
充 气 柜 现 有 两 种 外 形 上 差 异 很 大 的 结 构 形 式
收 稿 日期 ：２ ０ １ — ０ ５— ０８ １
设置 ，有 三气 室 、二气 室和 单气 室； （ ２）一次 回路
中母 线 、 三 工 位 开 关 和 真 空 断 路 器 的 排 布 方 式 ， 大 致 可 分 为 ３ 类 ： ① 上 中 下 布 置 ； ② 下 中 上 布 置 ； ③
８ ８四圆
２０ 年 ７ ０６ 期
定 在 略 高 于 运 行 电 流 ， 同 时 应 具 有 缺 相 、 三 相 不 平
衡 、堵 转 、启动 时间 和 欠流 等 保 护 功能 。
３结 束语
深 井 电 机 的 保 护 是 涉 及 电 机 、 电 器 装 置 和 深 井 泵 可 靠 、正 常 运 转磁 线 绕 制 而 成 ， 不 便 于 在 绕 阻 里 埋 入 保 护 元
10KV环保气体绝缘柜技术说明书
产品简介我司为了响应国家的号召，实现碳中和，推出一款绿色能源电力开关设备，简称环保柜，设备尺寸按国网标准化定制相同。
HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备与普通充气柜相比避免了使用SF6温室效应气体,具有设计合理、供电可靠、结构紧凑、安装方便、操作灵活、体积小性价比高等特点，该产品适用于三相交流50Hz,额定电压12kV的配电系统。
特别适用于小型二次配电站、开闭所、工矿企业、城市居民小区、机场、铁路、隧道、高层建筑等电力系统中作为接受和分配电能之用。
产品特点◇功能复合、一体化产品开关设备的充气壳体采用高品质的厚2.5mm不锈钢板通过激光焊接而成，保证气箱密闭可靠性，机械强度高，耐腐蚀性好，充气壳体的防护等级达到IP67;气箱装有防爆膜片，能有效防止气压过高时对人和设备造成的损害;将全部导电部件封闭在气箱当中,既能避免外界环境因素的影响，又能提高运行可靠性，使其具备免维护(或少维护)的功能，同时还能符合体积小型化要求。
开关采用三工位(隔离+接地)+真空灭弧室，该结构是目前技术最成熟的配置方式，特别适合目前电网运行维护需求。
◇环保、无污染HBXGN-12环保气体绝缘环网开关的绝缘介质是零级干燥空气(外购)或符合GB/T 8979-2008的99.99%纯N2，气体的泄露对外界环境不会造成任何影响，无需进行任何回收处理。
◇完善的机械连锁HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备的操作面板具有完善的五防机械连锁功能，连锁功能都在内部已配置好，操作时请按操作说明顺序操作，使用非常方便。
◇灵活的拓展化设计HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备为模块化设计，可以将各种模块通过专用的母线连接件，实现多样化的单元组合，较大限度的满足中国各个地方复杂多样的配电设计方案。
产品结构1.电流表2.微机综合保护装置3.容性带电指示器带电指示器显示套管是否带电，指示灯下方三个插口可用于二次核相。
带电指示器设置开关按钮，有效延长了使用寿命。
ZX2中压气体绝缘开关设备
ABB在设计及制造气体绝缘开关设备方 面已有超过40年的专业经验。ZX系列开 关柜从1995年开始已经成功地推向了全 世界的市场。
ZX2中压气体绝缘开关设备｜外围设备 07
技术参数
额定电压 最高运行电压 额定工频耐压值 额定雷电冲击耐压值 额定频率 额定主母线电流 额定馈线电流 额定峰值耐受电流 额定短时耐受电流 断路器额定短路开断电流 断路器额定短路关合电流 额定操作顺序 总开断时间 关合时间 绝缘气体 额定绝缘充气气压5) 绝缘报警气压5) 最低全绝缘水平气压5) 额定参数： 贮能电机 合闸线圈 分闸线圈 辅助电源电压 防护等级： 气室 低压室 环境温度： 最高值 一天平均最高值 最低值 海拔高度8) 尺寸： 高 深 宽
利用断路器进行接地。
因断路器为固定安装，且全寿命周期免 维护，所以可以使用最高品质的设备来 完成最敏感的安全功能要求。
1 断路器VD4X ｜2 因为将两种设备整合在三工位开关中，通用的功能联锁也整合在一起成为系统的一部分，且不需要进行更多操作。
1
2
ZX2中压气体绝缘开关设备｜运行期间确保电力 05
控制和操作方式 ● 多功能保护和控制装置REF542plus ● 可选传统控制解决方案：
绝缘气体
块式结构测量单元可以是: 1、组合式传感器,包括Rogowski线圈及
电阻式分压器。 2、电流互感器。 3、Rogowski线圈加一个电流互感器线
圈。
ZX2中压气体绝缘开关设备｜1250A母线联柜单母线分段及提升柜 11
三工位开关 ● 由电机驱动的棒式开关，具有三种功能：
- 接通、隔离及接地 - 中间为隔离位置 - 两端为隔离开关“合”或接地开关“合”位置
气体绝缘开关设备的技术研究与应用
气体绝缘开关设备的技术研究与应用引言气体绝缘开关设备是一种常见且重要的电力设备，广泛应用于各个领域，如发电厂、变电站、工厂等。
本文旨在对气体绝缘开关设备的技术研究与应用进行探讨，介绍其工作原理、主要组成部分和应用范围，以及面临的挑战和未来发展方向。
1. 气体绝缘开关设备的工作原理气体绝缘开关设备是一种利用高绝缘性气体作为绝缘介质的开关设备。
其工作原理是通过切断电流通路，实现对电路的控制和保护。
气体绝缘开关设备通过充填与压缩的高绝缘性气体（如SF6）作为绝缘介质，在高压下工作，能够有效隔离开关设备的金属触头，提供良好的绝缘效果。
2. 气体绝缘开关设备的主要组成部分气体绝缘开关设备主要由绝缘容器、断路器、传感器、控制电路等组成。
绝缘容器起到包裹和绝缘的作用，能够承受高压电力设备的工作环境。
断路器是气体绝缘开关设备的核心部件，负责切断电路。
传感器用于监测电流、电压等信号，对断路器进行控制。
控制电路则负责对气体绝缘开关设备的操作和保护。
3. 气体绝缘开关设备的应用范围气体绝缘开关设备广泛应用于电力系统中，可用于各种电气设备的控制和保护。
在发电厂中，气体绝缘开关设备扮演着电压变换和电流分配的重要角色。
在变电站中，气体绝缘开关设备用于保护和控制变电设备。
在工厂中，气体绝缘开关设备常用于对电动机和输电线路的控制。
此外，气体绝缘开关设备还广泛应用于城市电网和新能源发电系统等领域。
4. 气体绝缘开关设备面临的挑战虽然气体绝缘开关设备具有良好的绝缘性能和操作稳定性，但也面临一些挑战。
首先，由于气体绝缘开关设备需要大量的高绝缘气体，对环境造成一定的污染和资源浪费。
其次，气体绝缘开关设备在运行过程中存在一定的噪声和振动，给工作环境和设备带来一定的影响。
此外，气体绝缘开关设备需要定期维护和保养，增加了维护成本和工作负担。
5. 气体绝缘开关设备的未来发展方向为了满足环保和可持续发展的要求，气体绝缘开关设备正朝着更加环保和高效的方向发展。
高压开关设备的气体绝缘设计与维护
高压开关设备的气体绝缘设计与维护在电力系统中，高压开关设备是至关重要的元件，它们扮演着控制、调节和保护电路的重要角色。
而在高压开关设备中，气体绝缘设计是一种常见且有效的绝缘方式。
本文将重点探讨高压开关设备的气体绝缘设计及维护方法。
一、气体绝缘设计原理气体绝缘是一种利用高压气体来实现绝缘的技术。
在高压开关设备中，常用的气体绝缘介质包括硫化氢气体（SF6）和氮气等。
气体绝缘设计的基本原理是在设备内部充入特定气体，形成一定的气体压力，通过该气体来实现绝缘和灭弧的功能。
二、气体绝缘设计优势1. 高绝缘强度：气体绝缘介质具有很高的绝缘强度，能有效隔离高压设备内部的电场，并提供可靠的绝缘保护。
2. 小型化设计：相比于传统的固体或液体绝缘方式，气体绝缘设计具有体积小、重量轻的优势，有利于设备的小型化和组件集成。
3. 高可靠性：气体绝缘设计能够有效地提高设备的工作稳定性和可靠性，减少绝缘故障的发生概率，有利于提高设备的运行效率和使用寿命。
三、气体绝缘设计的维护方法1. 定期检测：定期对高压开关设备的气体绝缘状态进行检测，包括气体压力、气体纯度和泄漏情况等，确保气体绝缘介质处于正常工作状态。
2. 气体补充：在气体绝缘设计中，气体压力的维持至关重要。
当气体压力不足时，需要及时补充合适的气体以保持适当的绝缘状态。
3. 清洁维护：定期清洁高压开关设备的气体绝缘部分，避免灰尘和杂质的积聚影响绝缘效果，确保设备的正常运行。
四、结语高压开关设备的气体绝缘设计是一种先进且可靠的绝缘技术，能够有效地保护设备的安全运行。
通过本文的介绍，希望读者对高压开关设备的气体绝缘设计及维护有了更深入的了解，进而提高设备的使用效率和安全性。
在实际操作中，务必要按照相关要求进行维护和检测，确保设备的正常运行和安全性。
气体绝缘金属封闭开关设备简介
按照设备制造商推荐的周期，进行全面的维护保 养，包括清洁、润滑、检查和更换易损件等。
维修保养记录
建立设备维修保养档案，记录设备的维修保养历 史和更换的零部件。
安全注意事项
操作人员资格
确保操作人员经过专业培训并具备相应的操作资格。
安全防护措施
在操作过程中，应采取必要的安全防护措施，如佩戴防护眼镜、手 套等。
由于气体绝缘金属封闭开关设备的密封性 较好，内部气体不易受外界环境影响，因 此其寿命相对较长。
高安全性
高稳定性
气体绝缘金属封闭开关设备具有较高的安 全性能，能够有效防止设备过热、电弧等 危险情况的发生。
气体绝缘金属封闭开关设备在运行过程中 具有较高的稳定性，能够保证设备的长期 稳定运行。
缺点
01
02
降低运行成本
GIS设备的长期稳定运行可以减少维 护成本和维修时间，从而降低运行 成本。
设备的应用领域
电力系统
GIS设备广泛应用于电力系统中，作 为高压开关设备，用于控制和保护电 力系统中的输电线路和配电设施。
城市基础设施建设
在城市基础设施建设过程中，GIS设 备也被大量应用于配电网建设，为城 市的电力供应提供可靠的保障。
气体绝缘金属封闭开关设备 简介
汇报人： 2024-01-08
目录
• 设备概述 • 工作原理与结构 • 优缺点分析 • 设备操作与维护 • 发展趋势与展望
01
设备概述
定义与特点
定义
气体绝缘金属封闭开关设备（Gas-Insulated MetalEnclosed Switchgear，简称GIS）是一种高压电气设备，其 内部主要采用SF6气体作为绝缘介质，将断路器、隔离开关、 接地开关等主要元件封闭在金属壳体中。
40.5kV环保型气体绝缘开关柜气室结构设计研究
确定SF6气体替代气体后，需要通过采用三维建模方法，对开关柜气室结构进行建模分析。具体可采用Solodworks软件对40.5kV气体绝缘开关柜的气室结构进行建模，考虑到其内部结构较为复杂，在建模时可以在不影响电场分布情况的前提下进行简化。构建的模型尺寸为1150mm×990mm×780mm，将气室结构的外壳作为计算边界。内部器件建模主要包括母线及套管、内绝缘锥、真空灭弧室、隔离接地开关和连接部件等，忽略操动机构的建模。此外，考虑到气室电场计算的需要，还要明确气室外壳材料、母线套管、电缆外皮材料、母线排材料等的节点常数、导电率。通过合理确定模型材料参数，可以确保计算结果的准确性。
（三）气室电场计算
在气室电场计算过程中，40.5kV电压等级的三工位开关必须保证其绝缘强度能够承受住工频电压，其接地断口为95kV/min，隔离断口为118kV/min。同时三工位开关绝缘强度也要承受住雷电的冲击电压，接地断口为185kV，隔离断口为215kV。在仿真计算过程中，可以分别在接地断口、隔离断口间施加185kV和215kV电压，并将接地静触头、外壳设置为零点位。通过进行电场分析和强度计算，可以得出气室内许多器件的电场强度较大，而且集中在三工位开关的接地断口、隔离断口和绝缘拉杆等部分。其中，接地断口最大电场强度可达到6.60MV/m，隔离断口最大电场强度可达到6.30MV/m，绝缘拉杆最大电场强度可达到8.24MV/m，其余部分的电场强度则在5.00MV/m以内。
关键词：环保型；气体绝缘开要将SF6气体作为绝缘介质，并将断路器、母线和隔离开关等器件密封在气室结构中。由于SF6气体具有突出的绝缘特性和灭弧特性，这种开关柜在电力系统中得到广泛应用。但SF6气体是温室效应影响的主要气体之一，已经明确提出全球限制使用要求。在40.5kV气体绝缘开关柜产品设计创新过程中，应积极研发环保型产品，控制SF6气体使用量。
12kV环保气体环网柜的设计思路
12kV环保气体环网柜的设计思路【摘要】环保气体环网柜是一种新型的电力设备，以替代传统的SF6环网柜，它采用环保气体作为绝缘介质，具有较低的环境影响和更高的安全性能。
本文通过对12kV环保气体环网柜的设计思路进行研究和总结，旨在为环保气体环网柜的设计和应用提供参考。
12kV环保气体环网柜是一组高压开关设备装在金属柜体内或拼装成间隔单元，主回路内置于不锈钢密封焊接的箱体内，内部填充干燥气体、N2或C4混合气体，具备绿色环保，结构小巧，价格低廉等优点，是主要应用于配网供电系统中安全可靠的电气设备。
本文介绍了一种12kV环保气体环网柜的开发思路，为今后同类产品的开发提供了必要的经验。
关键词环保气体环网柜、设计思路、绝缘介质0引言目前电力行业12kV的主供电系统中，通常使用KYN28-12(Z)系列手车式空气绝缘开关柜及XGN46-12系列充气式开关柜，产品具有结构简单、检修方便、工程方案多样、应用范围广等特点。
而相应的配电系统中，相比于传统的空气绝缘型环网柜，充气式环网柜以结构更加紧凑，体积更加小巧，性能更加稳定等特点逐渐成为产品主流。
而在充气式环网柜中，凭借SF6气体的电气绝缘和灭弧特性等优良的电气性能，SF6充气式环网柜成为气体绝缘环网柜的主流产品。
但随着1997年《京都议定书》将SF6列为全球限制使用的温室效应气体，以及国家“双碳”的战略目标背景的加持下下，“环保”的概念开始深入人心，环保气体绝缘环网柜已逐渐成为开关行业的发展趋势。
环保气体环网柜为单母线单气箱型式，一次主导电回路安装于密闭的不锈钢焊接气箱内，以干燥空气、N2或 C4混合气体等作为绝缘介质，采用母线侧或线路侧三工位隔离开关实现接通、隔离、接地三个功能，真空断路器实现真空灭弧，可根据实际需要选择母线侧隔离、线路侧隔离方案，电流互感器、电压互感器、避雷器外置，方便现场校验更换。
1 绝缘介质的选择：充气式环网柜目前主流使用的绝缘气体有SF6、N2、干燥空气、C4合成气体等型式。
气体绝缘金属封闭开关设备的材料与制造工艺
气体绝缘金属封闭开关设备的材料与制造工艺气体绝缘金属封闭开关设备是一种新型的高压电气设备，具有快速断路、高可靠性、免维护、安全可靠等特点。
在高压电气设备中得到广泛应用，特别适用于城市及重要工业、石油化工等领域的配电系统中。
本文将介绍气体绝缘金属封闭开关设备的材料与制造工艺。
一、气体绝缘金属封闭开关设备的材料1.外壳材料气体绝缘金属封闭开关设备的外壳通常使用不锈钢材料，具有高强度、耐腐蚀、不易变形等特点。
同时，为了满足环保要求，部分制造商还会采用铝合金等材料。
2.绝缘材料在气体绝缘金属封闭开关设备中，SF6气体是主要的绝缘介质，在SF6气体的存在下，开关既有良好的绝缘性能，又有较高的弧灭性能。
此外，绝缘材料还需要具有高机械强度、耐磨损、防腐蚀等特点。
因此，目前气体绝缘金属封闭开关设备的绝缘材料主要采用环氧树脂、钢板等材料。
3.金属材料气体绝缘金属封闭开关设备的导电部分需要采用具有良好导电性和机械强度的材料。
目前常用的材料有铜、铝、银、铁等。
其中，铜具有良好的导电性和可塑性，且不易被氧化，是理想的导电材料。
二、气体绝缘金属封闭开关设备的制造工艺1.研发设计气体绝缘金属封闭开关设备的研发设计是制造的第一步。
在研发设计阶段，需要考虑开关参数、结构设计、绝缘性能、弧灭性能等因素，并进行相关的计算和模拟，以确保开关的可靠性和安全性。
2.材料选择根据研发设计的要求，选择合适的材料，并进行相关的加工和处理，以满足开关的需求。
其中，导电部分需要进行加工和表面处理，以提高导电性能和防腐蚀性能。
3.组装制造组装制造是制造过程中的最后一步。
在组装制造阶段，需要对各个部件进行组装和调试，以确保开关的各项指标满足要求。
此外，还需要进行全面的检测和试验，以保证开关的可靠性和安全性。
总的来说，气体绝缘金属封闭开关设备在材料和制造工艺方面都有很高的要求。
只有选择合适的材料，并采用先进的制造工艺，才能保证开关的可靠性和安全性。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓宽，气体绝缘金属封闭开关设备有着广阔的发展前景。
环保气体绝缘金属封闭开关设备报告
《环保气体绝缘金属封闭开关设备报告》摘要EPTC 2015-04-16为落实国家对电网节能环保的要求，积极促进《国家电网公司新技术目录(2014)版》中针对环保气体绝缘金属封闭开关设备的推广应用，全国输配电技术协作网(EPTC)与中国电力科学研究院组织行业专家于2014年下半年对环保气体绝缘金属封闭开关设备制造企业和使用单位进行了实地调研，完成了《环保气体绝缘金属封闭开关设备报告》。
现将报告主要内容与业内同行分享。
环保气体绝缘金属封闭开关设备研究背景众所周知，SF6气体是导致全球气候变暖的重要因素之一，SF6气体的削减和替代是电力开关行业需要急迫解决的问题，也是电力开关设备研究和制造领域不可推卸的责任和义务。
为确保电网运行安全、可靠性水平的不断提升，积极适应新型能源的大规模接入及优化电网资源配置，建设更加符合经济社会要求的节能、环保型电网，持续提升智能电网建设水平，全面落实电网建设、运行全寿命投资最省理念，需要持续、广泛地开展电网创新成果的推广应用工作，国内已有设备制造企业研制出无/低SF6气体绝缘开关设备，部分产品通过了型式试验并挂网运行。
环保气体绝缘金属封闭开关设备产品优势环保气体绝缘金属封闭开关设备的优势除了绿色环保外还主要体现在以下几个方面：①体积小。
采用无/低SF6气体绝缘保留了气体绝缘开关设备尺寸上的优势，柜体尺寸小，节约占地;②维护量小。
高压绝缘不受外界环境的影响，不易老化，用户在现场无需处理气体等，可降低设备的全寿命周期成本;③高模块化。
灵活组合，拼接方便;④安全可靠。
所有高压元件密封在充气的金属壳体内，金属壳体可靠接地，保证了运行维护人员的安全。
环保气体绝缘金属封闭开关设备技术难点绝缘优化采用新型环保气体后，如干燥空气或N2，由于绝缘性能低于SF6，特别是N2，其绝缘性能仅为SF6气体的1/3，因此需要对开关设备的绝缘进行重新研究。
为确保绝缘强度，在检漏补气以及焊接工艺等方面应加强研究，如采用自动检漏及充气设备以及机器人焊接设备等。
气体绝缘金属封闭开关设备的智能化设计
气体绝缘金属封闭开关设备的智能化设计气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的智能化设计在现代电力系统中扮演着至关重要的角色。
随着科技的发展，智能化设计已成为提高设备效率、可靠性和安全性的必然趋势。
本文将探讨GIS智能化设计的关键方面，包括感知技术、数据处理、远程监控和故障诊断等内容。
感知技术在GIS智能化设计中具有重要意义。
传感器的应用使得设备能够实时监测电流、电压、温度等参数，从而及时发现异常情况并采取相应措施。
例如，温度传感器可用于监测设备的工作温度，一旦温度异常，系统便可发出警报并自动切断电源，以避免设备损坏或事故发生。
数据处理是GIS智能化设计中的另一个关键环节。
通过采集传感器所得数据，并借助数据处理技术，可以实现对设备状态的实时监测和分析。
这些数据可以用于优化设备运行策略、预测设备寿命、提高能源利用率等方面。
同时，人工智能和机器学习等技术的应用，也为数据处理提供了更多可能性，使得系统能够不断优化自身性能。
远程监控是GIS智能化设计的一项重要功能。
通过网络连接，运维人员可以远程监测设备运行状态，并进行实时干预。
这种远程监控不仅提高了设备的可靠性，还降低了运维成本和人员的工作强度。
例如，当设备发生故障时，系统可以自动向运维人员发送警报，并提供详细的故障信息，以便他们及时采取措施解决问题。
故障诊断是GIS智能化设计中的关键环节之一。
利用先进的诊断算法和模型，系统能够准确地识别设备的故障类型和位置，并给出相应的处理建议。
这大大缩短了故障排除的时间，提高了设备的可用性和可维护性。
同时，通过对历史故障数据的分析，系统还可以发现潜在的问题，并提出相应的改进措施，以进一步提高设备的性能和可靠性。
综上所述，气体绝缘金属封闭开关设备的智能化设计是提高电力系统运行效率和安全性的重要手段。
通过感知技术、数据处理、远程监控和故障诊断等关键技术的应用，可以实现设备的智能化运行和管理，从而为电力系统的稳定运行和可持续发展提供有力支撑。
40.5kV气体绝缘开关柜及其应用
40.5kV气体绝缘开关柜及其应用2008-08-26 08:48近年来，随着社会、经济和开关技术的不断发展，工程建设的复杂程度加大，开关设备的小型化、免维护、智能化的产品越来越受到青睐。
国内外各开关制造公司纷纷大力发展中压充气柜（C-GIS），C-GIS是GIS技术与开关柜（AIS）技术相结合的产物，也称为气体绝缘开关柜。
所谓气体绝缘开关柜，是将高压元件如母线、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆等密封在充有较低气体压力的壳体内。
气体绝缘开关柜不受外界环境条件变化的影响，可运行在环境恶劣的场所。
由于该柜使用性能优异的SF6、N2等气体作为绝缘介质，大大缩小了柜体的外型尺寸，还有一个优势是气体绝缘开关柜配用性能良好的免维护真空断路器，可大大减小维护和检修的工作量。
另外气体绝缘开关柜采用低压力气体绝缘，在工厂整体组装后运达现场，可明显地减少现场安装的工作量，同时运行维护成本低，从该柜整个生命周期分析，具有较高的性价比和可靠性。
气体绝缘开关柜的电压等级一般为12kV和40.5kV，但40.5kV气体绝缘开关柜更能显示其技术经济上的优势，因此国内外多数生产商开发气体绝缘开关柜时直接从40.5kV做起，并不延伸到12kV等级产品。
1 开关柜的特点和结构特征气体绝缘开关柜与其它类型的开关设备相比，具有以下特点：一是小型化，是将空气绝缘的金属封闭开关设备充入SF6和N2替代空气绝缘，各单元设置在柜体内，再充入低压力（0.03~0.16MPa）SF6等气体。
二是提高了可靠性和安全性，主回路的导电部分密封于SF6等气体中，以及高压带电导体封闭，不受外界环境条件变化的影响，可使用在环境恶劣的场所，使设备长期安全运行，具有高可靠性并且无触电和火灾危险。
因气体压力低，密封问题已不突出，气密性好，可达30年不用补气。
三是维护简单，各高压元件或用气体密封或以金属封闭，零部件无锈蚀、生锈现象，需维修的工作量很少；采用电寿命长、性能稳定的真空断路器可实现免维护或少维护。
环网开关柜绝缘气体环保化的研究
环网开关柜绝缘气体环保化的研究摘要：中压气体绝缘环网开关柜，操作方便，控制和保护相对简单，成本较低，在二次配电系统中得到广泛应用，受到供电部门和终端用户的欢迎。
但目前的环网柜大都采用六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和开断介质。
因此，对于开关设备，特别是对于中压等级的开关设备，去SF6化具有重要的环境保护意义，并成为发展方向。
本文对环网柜中绝缘气体环保化进行了分析。
关键词：六氟化硫；绝缘气体；环保；环网柜中高压环网开关设备的需求和发展趋势主要体现在高可靠性、小型化、免维护、智能化等方面。
然而对于常规的空气绝缘金属封闭开关设备而言，高可靠性和小型化是相对矛盾的。
为合理解决这一矛盾，需要考虑将裸露的空气绝缘改为封闭空间的内绝缘，这是一种很好的思路, 既能兼顾高可靠性，又可以实现小型化。
该设备一经推广，立即受到了广泛应用和认可。
因此，开发一种环保型的气体，用以替代六氟化硫是十分必要的。
一、气体环保化的分析1、各类气体的比较。
在可选择的环保型气体中, 主要是氮气（N2）和空气。
空气的成分包含氮气、氧气和水分，其中氧气、水分对电气设备的电接触绝缘具有氧化和腐蚀作用，对电弧具有无法隔离和熄灭的隐患，如果将空气中的氧气、水蒸气等成分去除，剩下的就是氮气，因此选择氮气作为环网开关柜的环保型绝缘气体是一个不错的选择，氮气在热传导、绝缘性方面比六氟化硫略差，因此使用氮气作为绝缘气体时，应综合考虑环网柜结构的合理布局和优化设计。
2、氮气的击穿强度研究在一些不是很均匀的电场中，六氟化硫的耐电强度相对要高很多，比干燥的空气和氮气的耐电强度要高出1.5～2 倍。
因为这一特性，六氟化硫气体的击穿电场得到很好的模拟，并广泛应用于很多低压力和高压力气体的设计中。
氮气和空气的耐电强度相比基本一样。
在进行击穿试验时，一般采用的都是棒—棒或者是棒—板电极，在特定的大气压强度下进行。
氮气的强度相对于空气有以下偏差：进行试验的电极棒的直径相差10～60mm，两电极间的净距偏差为10～100mm。
气体绝缘金属封闭开关设备的研制与开发
气体绝缘金属封闭开关设备的研制与开发发布时间：2022-04-24T06:09:38.356Z 来源：《中国电业与能源》2022年1期作者：张京虎彦廷伟[导读] 在我国特高压电网中，气体绝缘金属封闭开关设备是其重要的组成部分之一，主要在控制和保护设备方面上发挥着重要的作用。
合格的气体绝缘金属封闭开关设备能够给电网的日常工作带来极大的保障张京虎彦廷伟山东电工电气日立高压开关有限公司济南市 250100摘要：在我国特高压电网中，气体绝缘金属封闭开关设备是其重要的组成部分之一，主要在控制和保护设备方面上发挥着重要的作用。
合格的气体绝缘金属封闭开关设备能够给电网的日常工作带来极大的保障。
但是我国气体绝缘金属封闭开关设备的设计和研发仍然存在着相应的问题，本文章将会针对气体绝缘金属封闭开关设备的整体结构进行相应的分析和阐述，提出了某些优化设计方案，希望能够为我国设备的发展带来一定的帮助。
关键词：气体绝缘金属封闭开关设备;中压；SF6绝缘；研发一、气体绝缘金属封闭开关设备的发展现状和问题当前气体绝缘金属封闭开关设备的发展仍然处于初级阶段，相关技术人员在操作和研发的过程中仍然存在着一部分问题和困难，如何解决这些问题成为了我们突破气体绝缘金属封闭开关设备的关键因素。
气体绝缘金属封闭开关设备在发达国家较早得到了重视，导致了我国各方面的发展与发达国家存在着较大的差距。
我国气体绝缘金属封闭开关设备有如下几个问题：（一）开发、制造能力弱气体绝缘金属封闭开关设备各个结构的加工和焊接都需要高精度的设备才能够完成，各零件和元部件的要求也比寻常的普通机械设备要高出很多，其制造的要求远高于常规空气开关设备。
但是我国在这方面的研发制造能力仍然处于一个弱势的阶段，各大工厂对于气体绝缘金属封闭开关设备的制造工艺技术仍然不成熟，难以通过国内的工厂进行高精度设备仪器的制造，因此我国的气体绝缘金属封闭开关设备元件一般都依赖于国外的进口产品。
我国少数能够生产气体绝缘金属封闭开关设备零件的工厂，也对于小型零件的制造和研发没有采取高度的重视，也就导致了该设备在产品开发上的阻塞和滞后。
中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨
中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨中压开关柜是电力系统中重要的设备，用于控制和保护电力设备。
在中压开关柜的设计和制造过程中，绝缘方式和绝缘标准是至关重要的考虑因素。
本文将探讨中压开关柜的绝缘方式以及相关的绝缘标准。
一、绝缘方式1. 空气绝缘空气绝缘是一种常见的绝缘方式，它使用空气作为绝缘介质。
中压开关柜中的导电部件通过空气隔离，以防止电流的泄漏和短路。
空气绝缘具有成本低、维护方便等优点，但在高海拔地区或污染环境中的绝缘性能可能会受到影响。
2. 气体绝缘气体绝缘是一种使用特定气体作为绝缘介质的方式。
常见的气体绝缘介质包括硫化氢、氮气等。
气体绝缘具有较高的绝缘性能和较低的环境影响，但需要特殊的设备和维护。
3. 固体绝缘固体绝缘是一种使用固体材料作为绝缘介质的方式。
常见的固体绝缘材料包括绝缘胶、绝缘纸等。
固体绝缘具有较高的绝缘性能和较好的耐热性能，但在潮湿环境中可能会受到影响。
二、绝缘标准1. 国际电工委员会（IEC）标准IEC标准是国际上广泛采用的电气设备绝缘标准之一。
IEC标准包括了绝缘材料的性能要求、绝缘测试方法等内容，为中压开关柜的设计和制造提供了参考依据。
2. 国家标准各个国家都有自己的电气设备绝缘标准。
例如，中国国家标准GB/T 11022-2011《高压开关设备和控制设备的通用技术要求》规定了中压开关柜的绝缘性能要求和测试方法。
3. 行业标准在电力行业中，还存在一些行业标准，用于规范中压开关柜的绝缘性能。
这些标准通常由电力行业协会或专业组织制定，旨在提高中压开关柜的安全性和可靠性。
三、绝缘方式和绝缘标准的选择在选择中压开关柜的绝缘方式和绝缘标准时，需要考虑以下几个因素：1. 使用环境根据中压开关柜所处的环境条件，选择适合的绝缘方式和绝缘材料。
例如，在高海拔地区，空气绝缘可能会受到气压变化的影响，此时可以考虑使用气体绝缘。
2. 安全性要求根据中压开关柜的安全性要求，选择符合相关标准的绝缘方式和绝缘材料。
2×27.5kV环保型气体绝缘开关设备设计
2×27.5kV环保型气体绝缘开关设备设计摘要:杜绝或减少SF6气体，使用环保型气体绝缘开关设备(GIS)已经成为国内电力设备发展的趋势。
文中介绍了目前新开发的2x27.5 kV环保型气体开关设备的整体结构及其主要技术参数。
基于仿真软件进行了2x27.5 kV环保型气体开关气室三维建模和电场仿真，针对仿真结果中电场强度较为集中的部位进行了结构优化，解决了绝缘问题，达到了预期设计要求。
0引言我国素有“基建狂魔”的称号，随着经济的快速发展，我国铁路交通已经进入一个新的时期。
铁路电气设备是电气化的基础，要求电力设备具有高的可靠性、经济性、适应性等特点。
C-GIS产品的出现，很大程度上推动了铁道电气事业发展的进程，在增加了可靠性的同时，可以大大缩小产品外形尺寸，进而缩小占地面积。
近年来在轨道交通领域用量逐年增大。
气体绝缘开关柜(C．GIS)采用SF6气体作为开关柜的绝缘介质，将母线、断路器、隔离开关等电气部件集中密闭在充满SF6气体的气室中。
SF6气体凭借良好的电气绝缘和灭弧特性在电力行业应用十分广泛，电力行业的使用量占其总产量80％以上。
然而SF6气体温室效应潜在值高达C02的23900倍，且分解物大多为有毒气体。
1997年《京都议定书》将SF6等6种气体列为需全球限制使用的温室效应气体，并提出2020年基本限制SF6气体使用。
环保型电力设备是当前发展的重要趋势，基于此，设计了一种用于铁道交通系统用的双极环保气体开关设备，并对绝缘做了重点分析。
以期对铁道系统用环保型开关设备进行初步的探索应用。
1 技术参数表1 2x27.5kV环保型气体绝缘开关设备技术参数3柜体设计3.1 开关柜结构柜体结构如图1所示，包括仪表室、前柜体、上气箱、下气箱、电缆室、后柜体六部分。
仪表室内安装二次元器件，前柜体内有三工位隔离机构和断路器机构，上气箱内安装了直动式三工位隔离机构，具有隔离合，隔离分和接地合三种状态。
气体绝缘金属封闭开关设备的各种优化设计探讨
气体绝缘金属封闭开关设备的各种优化设计探讨发布时间：2022-04-25T08:48:30.027Z 来源：《中国电业与能源》2022年2期作者：满林林左凯王耀东[导读] 伴随科学技术水平的不断提升，许多先进性、实用性设备被成功开发出来满林林左凯王耀东山东电工电气日立高压开关有限公司济南市 250101摘要：伴随科学技术水平的不断提升，许多先进性、实用性设备被成功开发出来，而气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）便为其一，强有力推动着相关领域的发展与完善。
本文结合当前实况，分别从垂直布置绝缘隔板的GIS、母线中心位置与电流互感器的中心位置一致的GIS及体绝缘且三相密封装的开关设备等方面，探讨GIS的的具体优化设计，望能为此领域设计研究提供一些参考。
关键词：气体绝缘金属；封闭开关设备；设计所谓气体绝缘金属封闭开关设备（GIS），从基础层面来分析，即为部分或者全部选用气体而非处在大气压下的空气，将其当作绝缘介质的一种金属封闭开关设备。
此种设备实际就是把输变电站设备当中的各个元件（如避雷器、互感器、断路器、隔离开关、母线、接地开关等）相联结而形成。
针对GIS的相关产品而言，其最突出的特点即为：较之敞开式变电站，能够实现占地面积的节省，对于改造、建设城网变电站较为适用，并且在特高压、超高压上，由于不受外界环境的干扰或影响，而应用越发宽泛。
伴随新技术的持续增多，GIS在具体的结构形式上也在持续优化，为了能够使其变得更为小型化、紧凑，许多企业相继推出了一些新的设计方案，现剖析如下。
1.垂直布置绝缘隔板的GIS为了能够让GIS设备变得更加的小型化，并促进气体绝缘开关装置高度的降低，为整体检修、运输提供便利，另外，还为了能够提供在垂直方向上设置绝缘隔板的新型气体绝缘开关装置，株式会社日立制作所对GIS进行了重新的结构设计。
所用技术方案为：水平设置断路器单元，一个连接在断路器单元上，且在母线侧连接导体（垂直方向）进行设置，在此母线侧，与导体的两侧相连接，并在三相共箱式主母线单元（断路器单元轴线方向）进行配置；另外一个线路侧连接导体（连接于断路器器单元），此线路侧连接导体连接于水平配置电流互感器单元，且借助伸缩接头，连接于线路侧机器。
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技术与应用2019年第1期106中压环保型气体绝缘开关设备的设计陈晶华（福建中能电气有限公司，福建 福清 350300）摘要 SF 6是一种优良的绝缘以及灭弧介质，广泛被应用在柜式气体绝缘金属封闭开关设备中。
但其是温室效应气体，而且在灭弧时会产生有毒气体，因此需要开发和使用环保型气体作为SF 6的替代气体。
在中压开关柜领域，采用真空开断技术和使用环保型气体绝缘的技术日趋成熟。
本文分别对N 2、CO 2、干燥空气等替代气体进行对比分析，结果表明N 2和干燥空气可以作为绝缘介质应用在12kV 中压领域的环保型充气柜中。
同时，本文还对环保型充气柜的隔离断口距离和对地距离的进行设计确定，并确定如何提高气隙中的击穿电压。
关键词：环保气体绝缘；N 2；清洁干燥空气；开关设备；C-GIS ；隔离断口距离；对地距离Design of medium pressure environmental protection typegas insulated switchgearChen Jinghua(Fujian Zhongneng Electric Co., Ltd, Fuqing, Fujian 350300)Abstract SF 6 is a kind of excellent insulation and arc extinguishing medium. It is widely used in cabinet type gas insulated metal closed switchgear. But it is a greenhouse effect gas, and it will produce poisonous gas in arc extinguishing. It is necessary to develop and use environment-friendly gas as an alternative gas for SF 6. In the field of medium voltage switchgear, vacuum interruption technology and environment-friendly gas insulation technology have been mature. In this paper, N 2, CO 2, dry air and other alternative gases are compared. The results show that N 2 and dry air can be used as insulation medium in the medium pressure field 12kV environment friendly inflatable cabinet. At the same time, it introduces the isolation fracture distance of the environmental protection inflatable cabinet, and how to improve the breakdown voltage in the air gap.Keywords ：environmental protection gas insulation; N 2; clean and dry air; switchgear; C-GIS; isolation fracture distance; ground distance柜式气体绝缘金属封闭开关设备（C-GIS ）一般被称为充气柜，其将真空断路器、高低压进出母线、三工位开关等高压元件封闭在充有相对压力为0～0.1MPa 气体的金属壳体内。
充气柜有以下优点： ①利用气体绝缘，极大地缩小了开关柜的体积和占地面积；②高压元件被封闭在充满绝缘气体的气箱内，不受外界环境影响。
充气柜中的绝缘介质通常采用六氟化硫（SF 6）气体。
SF 6的优点是耐电强度高、灭弧能力强、无毒及化学性质稳定，是一种优良的绝缘及灭弧介质。
SF 6的缺点是温室效应严重，全球变暖潜能值是23900，而且SF 6的化学性质稳定，可在大气中存在3200年以上，排放到大气中基本不会自然分解。
但在过去数十年中，全世界进行了大量的探索和研究，还没有发现或发明一种气体能在绝缘强度、灭弧性能及化学稳定性等方面全面替代SF 6。
但在12～40.5kV 的中压领域，由于可以采用真空开断[1]，所以仅需找到一种能在耐电强度，化学稳定性等方面能替代SF 6的绝缘气体即可。
本文通过中压环保型气体绝缘开关设备的设计，对绝缘气体的特性进行对比，提出制作干燥空气的方法，提出提高气体气隙中击穿电压的方法，设计了12kV 干燥空气绝缘环网柜。
技术与应用2019年第1期1071 绝缘气体的选择不考虑开断性能的话，N 2、CO 2和干燥空气可作为SF 6替代气体。
通过查找有关资料，CO 2绝缘性能最低[1]，且是温室气体。
N 2和干燥空气的绝缘性能都约为SF 6的1/3[4-5]。
表1对SF 6、N 2及干燥空气的特性进行对比。
N 2及干燥空气为非温室效应气体，沸点低，正常使用时不用考虑其液化问题，可在高寒地区使用。
干燥空气的导热性能较好，N 2的比热较高。
表1 SF 6、N 2及干燥空气的特性对比参数SF 6N 2干燥空气相对SF 6的耐电强度 1.00 0.30 0.33 全球变暖潜能值23900 — — 沸点/℃−63.9−195.8−191.3导热系数/[W ·(mK)−1]0.0155 0.0238 0.0255 比热/[kJ ·(kgK) −1]0.657 1.038 1.013N 2是空气的主要成份，化学性质稳定。
空气中N 2含量过高，会引起缺氧窒息。
因此在采用N 2绝缘时，应使用通风及防护设备。
采用干燥空气绝缘则不必使用通风及防护设备。
研究表明，与SF 6和N 2相比，干燥空气的耐压对金属微粒相对不敏感[2]，故在生产过程或使用过程中产生的金属微粒对于干燥空气绝缘的开关设备危害较小。
综上所述，干燥空气作为绝缘介质，具有以下优点：①绿色环保；②导热性好；③设备生产及维护过程中可以不使用通风及防护设备；④在生产过程或使用过程中，产生的金属微粒对于干燥空气绝缘的开关设备危害较小。
2 干燥空气的制作绝缘用干燥空气需符合ISO 8573−1或GB/T 13277.1《一般用压缩空气 第一部分：污染物和质量等级》中规定的质量等级2级标准。
可通过干燥空气发生装置，过滤掉大气中的杂质及水分，得到符合标准规定的干燥空气。
也可通过人工合成干燥空气，采用工业用高纯N 2和工业用高纯O 2来合成干燥空气。
人工合成的干燥空气中含78%N 2、21%O 2及1%He ，1%He 为示踪气体，根据道尔顿分压定律可知，均匀混合的干燥空气，只要控制组分气体的分压力就可实现。
需要充灌78%N 2+21%O 2+1%He ，充灌后混合气体压力为0.3MPa 。
计算如下：1）负压+正压=0.1MPa+0.3MPa=0.4MPa 。
2）N 2应充气0.4MPa×78%=0.312MPa ，减去负压的0.1MPa ，等于0.212MPa ，也就是说，将N 2充到0.212MP 即可。
3）O 2应充气0.4MPa×21%=0.084MPa ，加上N 2的0.212MPa 等于0.296MPa 。
也就是说，将O 2充到0.296MP 即可。
4）He 继续充灌到0.3MPa ，完成充灌。
可见，干燥空气制备方便，经济性好。
3 干燥空气下对地距离及隔离断口距离单纯以空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备，当额定电压为12kV 时，相间和相对地的最小空气间隙为125mm 。
若能够通过凝露试验，则最小空气间隙可适当小于上述规定的距离[3]。
因此，在用干燥空气绝缘的开关设备中可适当减少最小空气间隙。
提高气体气隙中击穿电压有两种方法：①改善气隙中的电场分布，均匀电场；②设法削弱和抑制干燥空气中的电离过程。
改善电场分布的方法有3种：①改善电极形状；②利用空间电荷；③极不均匀电场中增加屏障。
电极间电场不均匀系数越低，气隙的最大电场强度也就越小[4-6]。
因此，可以通过改善电极形状的方法来减小气隙中的最大电场强度，以改善电场分布，提高气隙的击穿电压，如图1所示，出线母线选用圆形母线，相对同等截面的铜排，电场不均匀系数更低，从而减小最大电场强度。
图1 出线母线如图2所示，动触头采用R 角铜排，边缘导圆角，消除表面尖角。
开关上的钣金件，均需消除表面毛刺及表面尖角。
气箱内表面焊渣和带电体表面尖角均会导致电场集中，故均需清除。
在极不均匀电场中，放入绝缘板，在一定条件下可以显著提高间隙的击穿电压[7]。
绝缘板能拦住技2019年第1期图2 动触头与电晕电极同号的空间电荷，这样就能使电晕电极与绝缘板之间的空间电场减小，使得气隙电场分布所示，本充气柜在相间及相对地间的气隙间加入绝缘板，可显著的缩小相间及相对地的绝缘距离，从而缩小气箱深度。
图3 三工位开关削弱和抑制干燥空气中的电离过程的方法有种：①高气压的采用；②高真空的采用；③高电气强度气体的采用。
高气压及高真空对气箱强度要求高，且容易发生泄漏[8]。
常用的、能工业化应用的高强度气体就是SF 6，其他替代气体（PFC CF 3气体）仍未工业化[9-11]。
综上所述，在本充气柜的设计中，提高气体气隙中击穿电压主要采用的方法为改进电极形状、极不均匀电场中增加屏障。
另外，需控制气箱内干燥空气的微水含量，水分过高，容易发生凝露，导致局部电场集中，绝缘件表面发生沿面闪络，故气箱内绝缘件需烘干，消除水分对沿面绝缘的影响。
通过上述措施，经过反复绝缘实验，在零表压下，得到的最小空气间隙为：圆形母线相间、相对地；隔离断口105mm ，可以保证相间及相对地的工频耐压可以达到42kV/min ，雷电冲击可以达到。
隔离断口工频耐压可以达到48kV/min 雷电冲击可以达到85kV 。