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CN105743008A - 一种环保型gis设备 - Google Patents

一种环保型gis设备 Download PDF

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CN105743008A
CN105743008A CN201610221180.5A CN201610221180A CN105743008A CN 105743008 A CN105743008 A CN 105743008A CN 201610221180 A CN201610221180 A CN 201610221180A CN 105743008 A CN105743008 A CN 105743008A
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CN
China
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cocf
gis
gis equipment
gis device
mixed gas
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Pending
Application number
CN201610221180.5A
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English (en)
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王小华
荣命哲
傅熊雄
韩国辉
杨爱军
刘定新
卢彦辉
吴翊
纽春萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Pinggao Group Co Ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Pinggao Group Co Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0354—Gas-insulated switchgear comprising a vacuum switch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055—Features relating to the gas

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

本公开涉及一种环保型GIS设备，所述设备所述GIS设备的断路器采用真空断路器，隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质，并在GIS设备的金属外壳内充入混合好的CF3COCF(CF3)2与CO2的混合气体，或者CF3COCF(CF3)2与O2的混合气体，或者CF3COCF(CF3)2、O2和CO2的混合气体作为绝缘介质。本公开设备具有结构简单，体积小的特点；所述GIS设备内部气体压力与传统SF6型GIS基本持平，但整体温室效应系数小于1，其环境友好性远优于传统的GIS设备。

Description

一种环保型GIS设备
技术领域
本公开涉及开关设备领域，特别是一种环保型GIS设备。
背景技术
气体绝缘金属封闭开关设备GIS(GasInsulatedSwitchgear)是将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器等主要元件装入密封的金属壳体内，其间充以绝缘气体作为绝缘和灭弧介质。与传统敞开式配电装置相比，GIS具有体积小、占地面积少、不受外界环境影响、绝缘强度高、可听噪音低、无火灾危险、检修周期长、节约占地面积和维护量少等优势，正逐渐成为现代变电站设备的代表，是低维护、甚至免维护、高可靠性、高安全性的象征。
但传统的GIS设备主要以SF6作为绝缘和灭弧介质，而SF6具有很长的大气寿命以及很强的红外射线吸附能力，故具有极高的GWP(温室效应系数)，约为CO2的23900倍，是导致全球气候变暖的重要因素之一；SF6除了对地球产生温室效应外，SF6断路器通过电弧放电，分解后会产生各种有毒的低氟化物，如SF4、S2F10等，威胁人的健康；同时，SF6还有价格昂贵、对局部不均匀电场敏感、液化温度不够低等缺点。
发明内容
针对上述问题，本公开提供了一种环保型气体绝缘金属封闭开关设备。
一种环保型GIS设备：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
一种环保型GIS设备：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2和O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
一种环保型GIS设备：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
本公开具有如下特点：本公开所采用的混合气体能够有效缩短带电设备间所需的绝缘距离，降低安装场所所需的空间要求；并且所使用的混合气体相对SF6对环境影响小，使得整个设备相对传统的GIS设备更具有环境友好性。
附图说明
图1本公开一个实施例中的一种环保型气体绝缘金属封闭开关设备示意图；
其中：1-1、第一绝缘支撑；1-2、第二绝缘支撑；2、真空断路器；3、断路器；4-1、第一母线；4-2、第二母线；5-1、第一接地开关；5-2、第二接地开关；6、隔离开关；7、电压互感器；8、进出线套管；9、避雷器；10、电流互感器；11、底座。
具体实施方式
在一个实施例中，提供了一种环保型GIS设备，所述GIS设备的断路器采用真空断路器；所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；将混合好的CF3COCF(CF3)2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
本实施例中，GIS设备中的断路器采用真空作为绝缘和灭弧介质，能够完成闭合、承载以及分断正常及异常电路条件下的电流的相应任务。真空断路器具有触头开距小，操作机构的操作功小，机械部分行程小，机械寿命长的特点；由于燃弧时间短，燃弧后触头间隙介质具有恢复速度快的特点；而由于机械磨损小，触头具有电气寿命长的特点；并且因为采用真空断路器，所述GIS设备中的断路器具有体积小，重量轻的特点。
本实施例中，由于隔离开关内部对绝缘和灭弧介质性能的要求相对不高，因而仅采用CO2作为绝缘和灭弧介质，可以节约成本。而在GIS设备的金属外壳内，使用CF3COCF(CF3)2和CO2作为混合气体充入。该混合气体在GIS设备外部混合完成后充入设备，可以避免气体先充入GIS设备再混合存在的气体分层问题。
本实施例中，在GIS设备中通过采用真空、CO2作为绝缘和灭弧介质，以及采用CF3COCF(CF3)2和CO2作为绝缘介质，能够使GIS设备中带电的部件间所需的绝缘距离有效缩短，相对现有GIS设备中采用SF6气体，实现了环境友好性。
优选的，所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至25％。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占5％，由于含5％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体与相同压力下的SF6的绝缘水平基本持平，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积持平。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占10％，由于含10％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体与相同压力下的SF6的绝缘水平基本持平，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积持平。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占15％，由于含15％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占20％，由于含20％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占25％，由于含25％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，提供了第二种环保型GIS设备，所述GIS设备的断路器采用真空断路器；所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；将混合好的CF3COCF(CF3)2和O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
在这个实施例中，相对前面实施例的不同点在于充入GIS设备金属外壳内的气体不同，是将在外部混合好的CF3COCF(CF3)2和O2混合气体充入GIS设备的金属外壳内。
优选的，所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至20％。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占5％，由于含5％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体与相同压力下的SF6的绝缘水平相当，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积持平。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占10％，由于含10％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占15％，由于含15％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占20％，由于含20％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，提供了第三种环保型GIS设备，所述GIS设备的断路器采用真空断路器；所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
在这个实施例中，相对前面实施例的不同点在于充入GIS设备金属外壳内的气体不同，是将在外部混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体充入GIS设备的金属外壳内。
优选的，所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至20％。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占5％，由于含5％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体与相同压力下的SF6的绝缘水平相当，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积持平。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占10％，由于含10％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占15％，由于含15％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
在一个实施例中，将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内，其中所述CF3COCF(CF3)2的体积占20％，由于含20％CF3COCF(CF3)2的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体与相同压力下的SF6相比绝缘水平有所提升，故使得本公开中的环保型GIS设备与现有GIS设备体积相比体积减小。
参见图1，本公开中的设备只改变了GIS设备外壳与各设备外壳间、以及隔离开关内部所充的气体，没有对结构做出较大改变，但却能够有效缩短带电设备间所需的绝缘距离，能保持体积持平甚至体积减小，体积缩小时能够降低安装场所所需的空间要求；并且所使用的混合气体相对SF6对环境影响小，使得整个设备相对传统的GIS设备更具有环境友好性。因而，本公开具有较强的实用性，适合于工程实际应用，能够实现对现有GIS的有效替代。
以上对本公开进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

Claims (6)

1.一种环保型GIS设备，其特征在于：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
优选的，所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至25％。
3.一种环保型GIS设备，其特征在于：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2和O2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：
所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至20％。
5.一种环保型GIS设备，其特征在于：
所述GIS设备的断路器采用真空断路器；
所述GIS设备的隔离开关使用CO2作为绝缘和灭弧介质；
将混合好的CF3COCF(CF3)2、O2和CO2混合气体作为绝缘介质充入GIS设备的金属外壳内。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：
所述CF3COCF(CF3)2的体积范围占5％至20％。
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