氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Switchgear， )簡稱 GIS，是指全部或部分地 采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。它是由斷路器、 隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、互感器、套管或電纜終端，以及母線等元件相互 直接聯(lián)結(jié)在一起而構(gòu)成，而且只能在這種方式下運行。GIS 的斷路器一般由液壓、氣動、彈 簧機構(gòu)操作，隔離開關(guān)和接地開關(guān)一般由氣動、手動、電動或電動彈簧機構(gòu)操作。GIS 在輸 電線路中起著控制和保護作用，它是最重要的輸配電設(shè)備之一。GIS 具有體積小，占地面積 少，易于安裝建設(shè)，不受外界環(huán)境影響，運行安全可靠，配置靈活，維護簡單，檢修周期長 等特點，已逐步取代空氣和少油產(chǎn)品，在 72.5kV 及以上電網(wǎng)中運行，特別是在水電站和城 網(wǎng)變電站中的應(yīng)用越來越廣泛。GIS 也成為超高壓輸變電設(shè)備的首選。隨著城市建設(shè)規(guī)模和 速度的不斷加大及鐵路發(fā)展需要，在中壓領(lǐng)域，GIS 也正在得到實際應(yīng)用。
從 1965 年世界第一臺 SF6 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)投運以來，GIS 已廣泛應(yīng) 用到 72.5~800kV 電壓等級的電力系統(tǒng)中，GIS 技術(shù)得到了很大發(fā)展。為滿足電力系統(tǒng)的發(fā) 展需要，GIS 的性能不斷進行著改進和優(yōu)化。隨著 SF6 斷路器開斷容量增大，GIS 在參數(shù)水 平上也不斷提高。已做到 800kV GIS 產(chǎn)品實際運行和 1100kV GIS 的試運行;SF6 斷路器已 從多斷口改為雙斷口或單斷口。在 126kV~363kV 級已采用單斷口，在 550kV 級采用了單斷 口或雙斷口，減少了零件數(shù)，增加了可靠性;滅弧室從壓縮空氣式到 SF6 雙壓式再到單壓式 再改進為自能式，減小了操作功，使彈簧操動機構(gòu)廣泛應(yīng)用成為可能。在 126kV~252kV 級 產(chǎn)品上，廣泛應(yīng)用了彈簧操動機構(gòu)，在 363kV 以上產(chǎn)品上，結(jié)合彈簧操動機構(gòu)，已有了彈 簧液壓機構(gòu);這也使 GIS 邁向小型化和智能化方向。日本新近開發(fā)出只有 0.9m3 體積的超小 型 66/77 kV GIS。氧化鋅避雷器的使用，大大降低了 GIS 的絕緣水平，提高了可靠性。開發(fā) 特高壓的技術(shù)，如絕緣技術(shù)和通電技術(shù)，已應(yīng)用到較低電壓等級的產(chǎn)品上，使 GIS 的小型 化和可靠性進一步提高。 開始采用光電流互感器和光電壓互感器， 以及新型傳感器取代傳統(tǒng) 的繼電器和輔助開關(guān)及電磁互感器。 全三相共箱或母線三相共箱應(yīng)用在較低電壓等級上。 三 工位隔離開關(guān)代替隔離開關(guān)和接地開關(guān)。復(fù)合絕緣套管代替瓷套管等。這些都使 GIS 進一 步小型化和進一步提高了可靠性。最近環(huán)保問題成為焦點，替代 SF6 氣體的混合氣體的研究 將會在不久的將來有所突破。
GIS 按結(jié)構(gòu)分有以下幾種：
(1)分相式。主回路分別裝在獨立的金屬圓筒外殼內(nèi)，有環(huán)氧樹脂澆注絕緣子支撐，內(nèi)充SF6 氣體。制造容易，不會發(fā)生相間故障;但體積較大，外殼材料消耗多，密封面多。
(2)主母線三相共筒。僅三相主母線共用一個外殼，利用絕緣子將三相母線均勻支撐在圓 筒內(nèi)，其他元件均為分相結(jié)構(gòu)。這樣可以縮小 GIS 的占地面積，結(jié)構(gòu)相對簡單，容易實現(xiàn)。
(3)全三相共筒。每個元件的三相集中安裝于一個園筒外殼內(nèi)，用環(huán)氧澆注件支撐和隔離， 外殼數(shù)量少，外形尺寸小，密封環(huán)節(jié)少，外殼電流小，但相間相互影響大。
(4)復(fù)合式或稱混合式。將元件功能復(fù)合化，在同一圓筒外殼內(nèi)同時裝入具有幾個功能的 復(fù)合元件，結(jié)構(gòu)進一步簡化，尺寸更小。
(5)箱式。將整個間隔元件集中于一矩形箱內(nèi)，充入略高于大氣壓的 SF6 氣體絕緣，空間 利用率高，安裝使用方便。
箱式的 GIS(上述第 5 種結(jié)構(gòu)形式)稱為 C-GIS。因為密封殼體為方箱型，充氣壓力不 能太大，多為 10～35kV 產(chǎn)品采用。把 GIS 的 SF6 的絕緣技術(shù)、密封技術(shù)與空氣絕緣的開關(guān) 柜制造技術(shù)有機地相結(jié)合， 將各高壓元件設(shè)置在箱形密封容器內(nèi)， 使之充入較低壓力的絕緣 氣體，利用現(xiàn)代加工手段而制成的成套系列化中壓開關(guān)柜產(chǎn)品。
定義：(柜) 箱 式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，Cubicle type Gas Insulated Switchgear) ( 國際上簡稱 C-GIS 或也有稱 GIS，是一種用于 10～35kV 或更高電壓輸配電系統(tǒng)以接受或分配電能并能對電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下實行控制、保護、測量、監(jiān)視、通訊等功能的新型開關(guān)設(shè)備。
通常俗稱的充氣柜往往指的是C-GIS 與充氣環(huán)網(wǎng)柜的統(tǒng)稱。 C-GIS 以主開關(guān)以斷路器為主體，充氣環(huán)網(wǎng)柜主開關(guān)以負荷開關(guān)為主體。
其他幾種(第 1 種到第 4 種)結(jié)構(gòu)形式的GIS以前也有 10～35kV 產(chǎn)品，現(xiàn)逐漸退出市 場。因為將 GIS 技術(shù)與開關(guān)柜技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)的 C-GIS(第 5 種結(jié)構(gòu)形式)更具有競爭力， 且逐漸形成了開關(guān)柜的一個重要分支。隨著技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，又對這種形式(箱或柜式)的開 關(guān)柜結(jié)構(gòu)、工藝進行簡化，配用以負荷開關(guān)為主體的主開關(guān)，形成了充氣環(huán)網(wǎng)柜。充氣環(huán)網(wǎng) 柜使用中容量、功能有時又發(fā)現(xiàn)不夠，又配以主開關(guān)為斷路器的柜型。
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