1.充氣柜的發(fā)展形勢

近年來，國外制造公司大力發(fā)展充氣柜(C－GIS)，而且大力開發(fā)出一代又一代的新產(chǎn)品．如ABB公司先后開發(fā)出BE型EM1型ZV型ZX型；西門子公司先后開發(fā)出8DA10/8DB10型8DC11型NXplus型；德國ALSTOMT＆D公司先后開發(fā)出W1A/W1B型ECO2－GMA型．日本幾家公司如三菱、東芝、明電舍、富士等也都在開發(fā)出充氣柜．尤其是富士公司的72/84kV充氣柜已經(jīng)開發(fā)出第三代產(chǎn)品，24kV級又相繼開發(fā)出C-GIS2000型和C-GIS2100型充氣柜產(chǎn)品．

2.充氣柜的優(yōu)劣勢

所謂充氣柜，是將高壓元件如母線、斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、互感器、電力電纜、等密封在充有較低氣壓(一般0.02~0.05MPa)的氣體殼體中.充氣柜屬于高技術(shù)的固定柜，它必須基于高可靠性的元器件，高精度的鈑金加工、焊接工藝裝備，SF6氣體的處理技術(shù)等才能設(shè)計、生產(chǎn)精良的充氣柜產(chǎn)品。

充氣柜具有高可靠性。充氣柜的設(shè)計必須選用高可靠性的開關(guān)元件、足夠裕度的絕緣水平使充氣柜成為無維修開關(guān)柜。同時一次回路處于充氣殼體中不受外界環(huán)境的影響，所充SF6或氮?dú)獠缓酰趾靠刂圃谳^低水平，可防止因污穢、凝露引起的絕緣故障和金屬件的氧化腐蝕。因此充氣柜可原則上用于潮濕、污穢、沙塵等嚴(yán)酷使用場合，高海拔地區(qū)等非正常環(huán)境條件下。

充氣柜還具有小型化的特點。低氣壓SF6具有很高的絕緣性能和對電場的較低敏感性，因此，與空氣絕緣柜相比，充氣柜具有小的尺寸。對于充氮?dú)獾某錃夤?，絕緣結(jié)構(gòu)因不考慮凝露和污穢而簡化，尺寸也有所減小。這一優(yōu)勢對高電壓等級如40.5kV產(chǎn)品特別顯著。

充氣柜適用于雙母線系統(tǒng)，且結(jié)構(gòu)緊湊具有較強(qiáng)的競爭力。

充氣柜也有其自身的弱點，主要是擔(dān)心SF6氣體泄漏帶來的故障處理及對環(huán)境的負(fù)面影響。對漏氣的擔(dān)心不無道理，多年來SF6高壓開關(guān)設(shè)備的漏氣是常見的缺陷，但目前在密封結(jié)構(gòu)、材料和工藝多方面已有很大改進(jìn)，對于中壓充氣柜更有其有利條件，可從兩方面說明：

1）氣體密封。已采取有效措施可保證密封可靠性：

① 中壓充氣柜殼體容積小、壓力低、不銹鋼板較薄，彎形、焊接工藝好，焊縫長度較短；殼體可在工廠中切割、彎形、焊接、檢漏流水線上完成，能保證焊接的可靠密封。

② 可拆式靜密封一般采用橡膠圈密封，因壓力低、內(nèi)外壓力差小，密封性能易于保證。

③ 傳動密封可沿用高壓GIS的密封結(jié)構(gòu)，中壓開關(guān)因行程小，也可選用波紋管作為動密封結(jié)構(gòu)，密封性能更好。

2）關(guān)于SF6氣體和環(huán)境

① SF6氣體是“聯(lián)合國氣候變化框架公約”公布的六種溫室氣體之一。1997年在日本京都全球變暖議定書上，SF6氣體被列為具有溫室效應(yīng)的氣體。其中CO2的影響，占60％以上，SF6氣體為0.1％，其影響目前雖小，但潛在的危險性很大。因為SF6氣體的一個分子對溫室效應(yīng)的影響是一個CO2氣體分子的約25000倍，而且SF6氣體分子的衰減周期很長，約為3200年。全球生產(chǎn)的SF6氣體約50％用于電力行業(yè)，這其中的80％用于高壓開關(guān)設(shè)備。中壓開關(guān)設(shè)備的用量為高壓及超高壓開關(guān)設(shè)備的10％。因此，中壓充氣柜的影響不及二十萬分之一。

② 充氣柜的允許漏氣率小于1%，故泄漏排放很少。中壓充氣柜中的SF6氣體，是可循環(huán)使用的氣體。CIGRE制定的SF6再循環(huán)導(dǎo)則對回收處理再使用具有具體的規(guī)定。氣體的再循環(huán)利用可大大減少SF6氣體的排放量。

③ 充氣柜的異常泄漏，如安裝、運(yùn)行時出線損傷或內(nèi)部電弧導(dǎo)致氣體外泄，這是人們擔(dān)心的偶然情況?！妒褂肧F6、電壓高達(dá)36kV的小型化和模塊化設(shè)備的環(huán)境影響及安全性評估》（中國電機(jī)工程學(xué)會供電專委會，1999年第十五屆國際供電會議論文集分冊P1-89）一文研究了36kV開關(guān)柜分別在有無電弧分解物、不通電弧能量的不同情況下進(jìn)行了分析計算，將有害氣體濃度計算結(jié)果與美國州立工業(yè)衛(wèi)生聯(lián)合會所要求的閥值極限值（TLV）相比較，其結(jié)論是：在以SF6作為絕緣和開斷介質(zhì)的36kV地下變電站或地下室電站中，在正常設(shè)備使用期間和壽命之后的設(shè)備修復(fù)中，從操作人員的健康觀點看，意外泄漏的SF6不會造成任何傷害。由此可見過分擔(dān)心是不必要的。

充氣柜在世界范圍內(nèi)發(fā)展很快。前幾年德國對工業(yè)電網(wǎng)使用的開關(guān)設(shè)備做過調(diào)查，當(dāng)時充氣柜在12kV占5％；24kV占9％。36kV占19％。但用戶意向表明，充氣柜今后在12kV及以上電壓等級占90％。根據(jù)2003年資料，充氣柜在德國一次配電新設(shè)備中已約占50％，在二次配電中，SF6環(huán)網(wǎng)柜約占75％。充氣柜的電壓等級一般為12kV和40.5kV，但40.5kVC-GIS更能顯示其技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。