一种采用洁净空气绝缘和真空灭弧技术的环境友好型GIS的研究和应用

作     者：李德军 沈威 KUSCHEL M DEMANN R LI Dejun;SHEN Wei;KUSCHEL M;DEMANN R

作者机构：西门子中国有限公司上海分公司上海200082 上海西门子高压开关有限公司上海200245 Siemens AGHigh Voltage Products 

出 版 物：《高压电器》 (High Voltage Apparatus)

年 卷 期：2019年第55卷第2期

页      面：21-30页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：GIS 全球变暖潜能(GWP) SF6替代气体 洁净空气 真空灭弧室 C4-PFN C5-PFK 绝缘介质和绝缘性能 

摘      要：对于高压产品尤其是GIS/AIS开关,SF_6一直被作为主要的灭弧和绝缘介质广泛使用。但因为其非常高的全球变暖潜能(GWP=23 900),在过去几十年人们从没停止过对其替代气体的研究和寻找工作。近年氟化腈(如:C4-PFN即C4F7N)和氟代酮(如:C5-PFK即C5F10O)气体及其混合气体作为潜在的SF_6替代气体受到关注和初步应用;同时采用基于真空灭弧室灭弧配合洁净空气绝缘的GIS/AIS开关产品上也被开发并有了实际应用。文中简单总结了现有SF_6替代气体方案的技术现状,并重点介绍一种基于洁净空气绝缘和真空灭弧技术、不采用SF_6和任何氟类气体的GIS产品在研发过程中的一些关键技术,试验发现和最终应用情况。首先通过洁净空气在GIS中不同工况下的绝缘击穿试验和典型缺陷下的局放试验确立该新型GIS的尺寸参数标准;其次比较了GIS隔离开关和接地开关在洁净空气、C4-PFN混合气体、C5-PFK混合气体以及SF_6气体等不同工况下的小电流开合性能,并确定了洁净空气的相关开合特性和相对的优缺点;然后描述了为了满足高压断路器性能对真空灭弧室关键技术的相关改进情况;此外还从环境、安全和运维角度,对使用上述几种气体的开关进行了优劣势评估和讨论;最后结合该类新型开关设备的现场运行经验,认为基于洁净空气绝缘和真空灭弧技术的环境友好型GIS是理想的SF_6 GIS的替代产品。