高压充气柜C-GS技术的前进,国外首要表现在削减产品中SF6气体用量和研制非充SF6气体高压充气柜。如在欧洲,首要是削减新产品中SF6气体的用量。而在日本,一方面削减新产品中SF6气体的用量,另一方面,开发非SF6高压充气柜,如用于干压空气绝缘或用固体绝缘。SF6气体具有最优异的灭弧和绝缘功能,但被列为温室效应气体之一,因而被约束运用。为此要削减或不必SF6气体。
1削减新品中SF6气体的用量为寻找SF6的代替产品,科学家已研制了40多年。直到如今,一切查验过的可代替气体的功能远不如SF6气体的绝缘和灭弧功能。类似于SF6特性的可代替气体,如氯化物、氟化物或各种卤化碳混合物的缺陷很多:①GWP系数(全球变暖系数〉很高。②CO2对臭氧层有害。③C一F混合物在分化时(电弧、部分放电>生成导电的积炭层。
现已发现的CF3I气体,其绝缘功能很好,在均匀电场中的绝缘水平是SF6气体的1.2倍,SLF的开断功能均为SF6气体的0.9倍,但价格昂贵,是SF6气体的100倍,因此进入实际应用还很不现实。为此,SF6开关设备制造厂家可行的办法是在产品规划中尽量削减SF6气体用量、走漏量和排放量。选用先进的规划和焊接工艺及高功能密封资料,在削减SF6气体用量方面获得明显成效。例如世界三大输配电制造商之一的Areva(阿海法)公司SF6高压充气柜一代又一代从WI-WS-GWA发展中SF6充气量从100%(WI型)-90%(WS型)-40%(GWA型)。又如富士新开发的C-GIS2000型24kV高压充气柜的用气量从12kg削减为4.4kg(削减63%),还有新开发的72/84kV高压充气柜,将SF6用量从老产品的100%削减为36%(削减64%)。
2混合气体C-GIs
1)绿色环保。12~24kV产品可用氮气和用N2+SF6混合气体绝缘,以技术创新和准确规划保证在进步产品功能的同时,削减产品对环境的损害。
2)体积更小。N2X-24kV单气箱柜在选用氮气或N2+SF6混合气体绝缘后,并没有由于气体绝缘强度的降低而增加尺度,而是更小。N2X-24kV单气柜柜体尺度为500mm×1050mm×2250mm,柜宽仅为空气柜的一半,大大缩小了电站的占地面积。
3)保护量小。高压带电体全被密封,高压绝缘不受大气环境影响,不易老化。绝缘和载流可靠性高,高压部分终生免保护。可降低设备的全寿数周期本钱。
4)能耗更低。开关柜主回路电阻低,载流能力高,长期运行节约能耗。5)高模块化。灵活组合,拼接方便。用户现场不需处理气体。
3干式空气高压充气柜
在C-GIS中,尽管多数仍运用具有优异灭弧和绝缘功能的SF6气体,但也出现了非充SF6高压充气柜。如用氮气或干压缩空气替代SF6,现还出现固体绝缘柜及复合绝缘柜。如富士于2004年4月开宣布C-GIS2100型24kV干缩压空气高压充气柜。该产品选用0.05MPa(表压)的压缩空气绝缘。该公司削减SF6充气量的C-GIS2000型和充干压空气高压充气柜的结构及外形尺度。
4复合绝缘开关柜
高压等级开关柜是以绝缘介质运用SF6气体的箱型气体绝缘金属关闭开关设备(C-GIS)为主流产品,但SF6气体作为温室效应气体(全球变暖系数为23900)而被指定为约束排放气体,因此在削减SF6气体排放量的同时,希望运用无SF6气体的开关柜。在这一背景下,2000年以后,在24~36kV等级实现了无SF6气体开关柜的商品化。
5固体绝缘柜
日本东芝公司于1999研制出高功能环氧树脂及高效的环氧树脂浇注技术,于2002年开宣布24kV固体绝缘开关柜(SIS)。之后又进行了系列化,于2005年开宣布36kVSIS,现又进行更高电压等级72kV及84kVSIS的开发.24kVSIS的首要参数为24kV/630-1250A/25kA。
固体绝缘柜带来一系列优势。这儿将24kVSF6高压充气柜(C-GIS)和固体绝缘柜(SIS加以比较:C-GISSF6气体用量5kg,而SIS为零,有利于环保;C-GIS体积为2.7m3而SIS为1.7m3,仅为其63%。C-GIS零件数为2500个,而SIS为1200个,为其48%.一面固体绝缘柜(SIS)省下5kgSF6气体,相当于120tCO温室效果。