预制舱式GIS(预制模块化气体绝缘金属封闭开关设备)作为新一代高压开关设备，以施工周期短、占地面积小、环境适应性强、安装维护简便、布局灵活、环保性能好等优点，有望替代城市电网传统变电站GIS。正泰电气通过持续技术创新，成功解决了预制舱GIS在工程应用中面临的多项难题，为行业发展提供了示范样本。

当前，预制舱GIS已广泛应用于城市电网、工业园区、轨道交通等重要领域。相比传统变电站，集成预制舱式GIS的变电站能够节省40%以上的占地面积，施工周期缩短60%，特别适合空间受限的城市电网建设和快速供电需求场景。

预制舱GIS虽有诸多优点，但目前也存在以下主要问题和挑战：

由于舱体内部空间有限，在检修和维护大型部件时操作空间局促，给运维工作带来不便。

设备内部需要集成大量高压电器元件，结构设计既要满足电气性能要求，又要具备可靠的机械性能，这使得制造工艺复杂、质量控制难度大、生产成本较高。

预制舱通常是针对特定需求设计和生产的，后期如需大规模扩展或改造，会受到舱体结构和空间的限制。

正泰电气

技术创新、设计优化、不惧挑战1、针对 “内部空间紧凑，运维操作受限” ，正泰采用智能化集成运维技术。

引入机器人巡检系统：在舱内布置小型轨道式或轮式巡检机器人，搭载高清摄像头、红外热成像仪、气体传感器等，实现设备状态(如温度、SF₆气体泄漏、局部放电)的自动监测，减少人工进入舱内的频率。

远程操控与虚拟维护：通过数字孪生技术构建预制舱 GIS 的三维模型，结合传感器实时数据，在虚拟环境中模拟设备状态，支持远程故障诊断;部分操作(如隔离开关分合)通过电动操作机构实现远程控制，降低人工近距离操作需求。

模块化可拆卸设计，采用 “抽屉式” 或 “插拔式” 元件布局：将断路器、互感器等核心部件设计为独立模块，通过标准化接口与母线连接，维护时可整体抽出舱外检修，避免在狭小空间内拆解。2、针对 “设计制造要求高，成本较高” ，正泰对材料与工艺进行改进和优化。

新型绝缘材料应用：研发低沸点环保气体(如C₄混合气体)的适配结构，减少对金属壳体的密封和抗压要求;采用高强度铝合金或复合材料替代传统钢材，降低舱体重量，同时保证机械强度，简化制造工艺。

数字化设计与仿真：利用FEA、CFD等软件工具，在设计阶段模拟舱内电场分布、温升、气体流动等，优化元件布局和结构参数，减少物理样机试验次数，降低研发成本。

标准化与规模化生产，制定模块化通用接口标准：统一元件尺寸、连接方式、电气接口等标准，实现模块兼容，压缩定制化设计比例，通过规模化生产有效降低成本。

3、针对 “设备扩展性有限” 的改进，正泰采用柔性模块化设计。

预留扩展接口与空间：在预制舱设计时，预留母线扩展槽、电缆插拔接口及备用舱体连接位，支持后期增加出线间隔或增容升级(如从 2 回出线扩展至 4 回)。

可堆叠拼接式舱体结构：采用标准化舱体单元，通过快速连接法兰和电气对接装置，实现横向或纵向拼接，适应负荷增长需求。

混合式拓扑架构，结合架空线或电缆的灵活接入：在预制舱外部设计可扩展的转接柜，通过 SF₆气体套管或干式绝缘母线与舱内设备连接，无需改动舱体内部结构即可增加出线回路。

4、针对 “电磁辐射屏蔽要求高” ，正泰改进了高效电磁屏蔽材料与结构。

舱体外壳采用 “金属屏蔽层 + 吸波材料” 复合结构：内层使用高导电率的铝合金或铜网屏蔽层，外层复合纳米吸波材料(如铁氧体、碳纳米管)，吸收并衰减电磁辐射，屏蔽效能可提升至 60dB 以上(远高于传统金属外壳的 40dB)。

内部元件分区屏蔽：对断路器、母线等强电磁辐射源单独设置金属屏蔽罩，通过接地设计将电磁能量导入大地，减少对周边设备的干扰。

低电磁辐射设备选型，采用低噪声、低电磁干扰的元件：如选用永磁操动机构的断路器(相比弹簧机构电磁辐射更小)，或优化互感器的铁芯设计，降低励磁电流产生的电磁辐射。