气体绝缘变压器是为了满足供电质量和减少线路损耗的需求而出现的一种新型防灾变压器。通常设置在高层建筑的底层，以确保变电设备靠近用户。这种变压器不仅具备良好的防火防爆特性，而且能够适应高湿度、多灰尘的环境条件。经过三十年的发展，气体绝缘变压器的制造技术日益成熟，目前已实现商业化批量生产。

分类

气体绝缘变压器分为干式和湿式两类。干式变压器采用六氟化硫气体作为绝缘和冷却介质，而湿式变压器则主要采用SF6气体作为绝缘介质，同时采用液-气两相氟化物如FC-75（C8F16O）、氟利昂R-113（C2Cl3F3）作为冷却介质，通过物质状态的变化来冷却变压器。

工作原理

气体绝缘变压器的工作原理与其绝缘冷却介质和冷却机理有关。对于自冷式变压器，绝缘冷却介质为SF6气体，器身置于充满SF6气体的箱体中，铁芯和绕组的热量通过气体的自然对流和辐射作用传递出去。为了改善散热，可以通过增加气体的热浮力或减少总流动阻力。然而，由于六氟化硫气体的散热系数较小，自冷式变压器的容量通常不超过5000kVA。对于强气循环变压器，可通过增加气体流速来提高对流系数，必要时还可采用风冷却器强制空气冷却。而对于蒸发冷却变压器，其冷却机理不同于其他类型，采用的是液-气两相绝缘材料，这些材料在高温下气化并吸收大量热量，具有出色的冷却效果。此类变压器可根据具体需求分为浸体式、隔离式和喷雾式三种形式。

结构特点

箱体结构

气体绝缘变压器的箱体结构为长方形压力容器，能够承受多种应力，包括器身驱潮干燥时的大气应力、箱体强度试验时的应力以及检漏考核时的应力。

冷却方式及装置

气体绝缘变压器的冷却方式包括GNAN、GFAN和GFAF，其中GFAN为气泵运转空气自冷方式，GFAF为气泵和风扇均运转的内外强循环方式。冷却装置包括散热器和六氟化硫气体循环通道，后者由气泵和气流管道组成，形成气流循环路径。

高低压出线

10kV侧采用常规套管出线，110kV侧采用XLPE电缆出线，类似于GIS的电缆出线。

有载调压装置

气体绝缘变压器的有载调压装置位于中性点，采用VSG III 550 -110S/D -12193G DM2型号，最大级电压为3000V，额定电流550A。调压范围为110kV±12%，对地绝缘水平为110kV，绝缘介质为SF6气体。切换装置为单电阻、三真空开关式，具有真空断路器的特点，包括剪切导线和氧化锌可变电阻器，以保护分接头免受过电压影响。

优点

1. 防火、防爆性能良好，六氟化硫气体不易燃且稳定性高，固体和液体材料也均为非易燃材质。

2. 能够耐受潮湿环境，变压器内部密封，不受外部水分、潮气和灰尘影响。

3. 维护量小，由于内部密封，绝缘材料不易劣化，不需要复杂的油处理维护工作。

4. 占地面积小，重量轻，SF6气体的绝缘和散热性能优异，使得气体绝缘变压器的体积和重量相对较小。

5. 使用范围广泛，适用于各种环境，尤其适合大型项目和超高压领域。

前景展望

1. 研究更优的绝缘和冷却材料，以降低成本。

2. 发展新概念的气体绝缘变压器，采用新的冷却技术和结构设计，提升竞争力。

3. 推进大容量、高电压等级的气体绝缘变压器的研发，继续采用喷射式和隔离式蒸发冷却技术。

4. 开发结合超导技术的气体绝缘变压器，探索未来发展方向。

参考资料

电力GIS基础知识.CSDN博客.2024-09-15

电力百科|什么是GIL?和GIS相比有何不同?.北极星电力新闻网.2024-09-15

变压器绝缘油的溶解气体分析-详细介绍，什么是色谱分析?.哔哩哔哩.2024-09-15