SF6氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)6.1

SF6氣體絕緣

封閉組合電器(GIS)電氣組2012.6主要內(nèi)容第四部分：500KVGIS的生產(chǎn)概況第一部分：SF6氣體特性第二部分：GIS原理及構(gòu)造第三部分：GIS試驗(yàn)、運(yùn)行及維護(hù)第一部分：SF6氣體特性2023/2/5什么氣體適合用于電力設(shè)備作為絕緣材料？基本要求(1)沒(méi)有毒性；(2)液化溫度低；(3)化學(xué)穩(wěn)定性好絕緣能力(1)擊穿場(chǎng)強(qiáng)大；(2)分解生成物不導(dǎo)電滅弧能力(1)電弧安定性好；(2)導(dǎo)熱性好環(huán)境要求(1)不能破壞大氣臭氧層；(2)地球溫暖化系數(shù)小經(jīng)濟(jì)性(1)便宜；(2)能穩(wěn)定供應(yīng)一、SF6氣體2023/2/5SF6氣體的一般性質(zhì)SF6由鹵族元素中最活潑的元素氟(F)原子與硫(S)原子結(jié)合而成，其分子結(jié)構(gòu)是六個(gè)F原子處于頂點(diǎn)位置而S原子處于中心位置的正八面體，S和F以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)。1、無(wú)色，無(wú)味，無(wú)毒性2、化學(xué)穩(wěn)定性好200oC且有催化劑的情況下，微量分解，500oC開(kāi)始熱分解，2000K附近出現(xiàn)熱分解高峰3、分子量為146，是氮?dú)獾?．2倍；20℃、1個(gè)大氣壓下密度為6．16kg／m3，是空氣的5．1倍4、SF6氣體的熱傳導(dǎo)性較差，導(dǎo)熱系數(shù)只是空氣的2/35、SP6氣體是負(fù)電性的氣體一、SF6氣體2023/2/5一、SF6氣體SF6物理特性2023/2/5一、SF6氣體SF6氣體導(dǎo)熱性能2023/2/5SF6氣體的分解（1）GIS中SF6氣體分解的途徑：電弧、火花、電暈或局部放電、單純熱分解（2）SF6氣體無(wú)毒，但多數(shù)SF6分解氣體有毒。（3）SF6氣體分解產(chǎn)物對(duì)氣體絕緣及滅弧性能的影響不大，SF6的耐電弧性能很好，大部分SF6氣態(tài)分解物具有很高的耐電強(qiáng)度SF6SF4SF2S2F2S2F10SOF2.…低氟化合物電弧分解電極材料水分氧氣有毒性的其他化合物一、SF6氣體2023/2/5氣體含水量過(guò)高的危害1、水分的存在影響氣體分解物的生成水分與酸性雜質(zhì)在一起時(shí)，會(huì)使材料腐蝕，導(dǎo)致機(jī)械操作失靈2、在低溫下，水分會(huì)在固體絕緣表面凝露，使沿面閃絡(luò)電壓急劇下降，導(dǎo)致事故項(xiàng)目公司GIS協(xié)議規(guī)定：有電弧氣室：300ppm/150ppm無(wú)電弧氣室：500ppm/250ppm一、SF6氣體1、GIS設(shè)備在制造、運(yùn)輸、安裝、檢修過(guò)程中可能接觸水分，將水分浸入到設(shè)備的各個(gè)元件里去；2、GIS設(shè)備的絕緣件帶有0．l％一0．5％ppmv的水分，在運(yùn)行過(guò)程中，慢慢地向外釋放；3、GIS設(shè)備中的吸附劑本身就含有水分；4、SF6氣體中含有水分，但作為新氣要進(jìn)行干燥處理，使其含水量在規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)水分的來(lái)源一、SF6氣體活性氧化鋁Al2O3

它能吸附SOF2、SO2F2、SO2、S2F10O、SOF4等分解物；但對(duì)SO2、S2Fl0O等不能定量吸附，有較好的選擇性；對(duì)SO2F2的吸附能力差。它不吸收SF6氣體，所以是GIS設(shè)備較理想的吸附劑。一、SF6氣體如何去處水分和雜質(zhì)氣體？在GIS氣室里放合適的、適量的吸附劑2023/2/5SF6氣體的絕緣性能（1）SF6氣體的絕緣強(qiáng)度隨氣體壓力的升高而上升（2）對(duì)均勻間隙，當(dāng)p=0.1MPa時(shí)，SF6氣體的擊穿電場(chǎng)約為89kV/cm；而空氣的擊穿電場(chǎng)約為30kV/cm。所以通常說(shuō)SF6氣體的絕緣強(qiáng)度大約是空氣的3倍。一、SF6氣體間隙對(duì)SF6氣體擊穿電壓的影響SF6氣體擊穿電壓與電極間隙的關(guān)系均勻電場(chǎng)稍不均勻的電場(chǎng)極不均勻電場(chǎng)LU一、SF6氣體SF6氣體的優(yōu)良滅弧性能1、有優(yōu)良的熱特性2、SF6氣體的絕緣性能恢復(fù)快3、有負(fù)電性4、SF6氣體的電弧時(shí)間常數(shù)小5、SF6氣體有優(yōu)良的絕緣性能一、SF6氣體六氟化硫（SF6）具有良好的負(fù)電性，它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負(fù)離子。這些負(fù)離子的導(dǎo)電作用十分遲緩，從而加速了電弧間隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)率，因此有很好的滅弧性能。在大氣壓下，六氟化硫的滅弧性能是空氣的一百倍并且滅弧后不變質(zhì)，可重復(fù)使用。2023/2/5溫室效應(yīng)氣體SF6氣體不會(huì)破壞大氣臭氧層，然而它是1997年京都議定書(shū)指定的六種溫室氣體之一。減少排放的措施1、推動(dòng)SF6的回收利用2、降低GIS的年漏氣率3、開(kāi)發(fā)小型化、高性能的GIS4、開(kāi)發(fā)替代氣體或者是混合氣體絕緣協(xié)議要求：SF6氣體年泄漏率：≤0.5%一、SF6氣體環(huán)保要求不容忽略SF6+N2混合氣體第二部分：GIS原理及構(gòu)造GIS基礎(chǔ)知識(shí)英文：Gasinsulatedmetal-enclosedswichgear中文：氣體絕緣全封閉組合電器具有接地金屬外殼、利用SF6氣體的絕緣特性代替大氣壓下空氣絕緣的高壓開(kāi)關(guān)和附設(shè)的控制、測(cè)量、及保護(hù)的設(shè)備總稱(chēng)。它把斷路器、電流互感器、電壓互感器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、母線、氧化鋅避雷器等裝置組裝在封閉的金屬殼體內(nèi)，金屬殼體中充有一定壓力的SF6氣體，由進(jìn)出線套管、電纜終端或變壓器直聯(lián)與外部電網(wǎng)連接。1、什么是GIS？2023/2/52、GIS的優(yōu)缺點(diǎn)：?占地面積和占有空間小?安全可靠人員安全、受氣候影響小、無(wú)火災(zāi)、不破壞環(huán)境?電磁兼容性好?維護(hù)周期長(zhǎng)，壽命長(zhǎng)?制造難，價(jià)格高GIS基礎(chǔ)知識(shí)（1）根據(jù)安裝地點(diǎn)可分為戶外式和戶內(nèi)式兩種。

一、二期及項(xiàng)目公司GIS均為戶外式一、GIS設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)3、GIS的結(jié)構(gòu)GIS基礎(chǔ)知識(shí)國(guó)外：

戶內(nèi)產(chǎn)品：歐洲--西門(mén)子戶外產(chǎn)品：日本--三菱、東芝國(guó)內(nèi)：

戶外產(chǎn)品（大部分）

550kVGIS外形尺寸高大，典型產(chǎn)品每個(gè)間隔為12m×6m×8m。如果考慮戶內(nèi)布置方案，則需要高大的廠房ELK-04：170kV,50kA,4000A

ELK-3：550kV,63kA,6300AELK-14/245：253kV,50kA,3150A21

（2）GIS一般可分為單相單筒式和三相共筒式兩種形式。

3、GIS的結(jié)構(gòu)二期220KV母線做成三相共筒式，一期220KV采用單相單筒式，項(xiàng)目公司500KV采用單相單筒式。一般500KVGIS均做成單相單筒式GIS基礎(chǔ)知識(shí)一期單相單筒式母線二期三相共筒式母線GIS基礎(chǔ)知識(shí)2023/2/5分箱型優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有相間干擾，不會(huì)發(fā)生相間故障。缺點(diǎn)：殼體、絕緣件等用量較多，密封環(huán)節(jié)多。GIS體積大，占地面積大，外殼感應(yīng)電流大，損耗大。共箱型優(yōu)點(diǎn)：可縮小開(kāi)關(guān)設(shè)備占地面積40%以上，減少了密封環(huán)節(jié)，節(jié)省了原材料。三相磁場(chǎng)平衡，外殼感應(yīng)電流很小，易于提高額定電流。缺點(diǎn)：相間相互影響較大，電場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有發(fā)生相間短路、造成三相故障的可能性主母線共箱型復(fù)合型（H-GIS）GIS基礎(chǔ)知識(shí)2023/2/5GIS基本元件1、導(dǎo)體：用來(lái)傳輸電能；2、金屬殼體：用來(lái)封閉導(dǎo)體；3、絕緣子：用來(lái)支撐和固定導(dǎo)體，并起導(dǎo)體與殼體間絕緣作用4、SF6氣體：確保導(dǎo)體與殼體間絕緣GIS由4個(gè)基本元件組成：2023/2/5導(dǎo)體導(dǎo)體一般采用鋁管加工，對(duì)于大電流要求可采用銅管在導(dǎo)體端部（電聯(lián)接部）需鍍銀；導(dǎo)體與觸頭一般采用滑動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)，以防止導(dǎo)體熱膨脹對(duì)絕緣子產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)體平高鋁鍍銀導(dǎo)體產(chǎn)品2023/2/5金屬殼體殼體采用板材焊接或鑄鋁；在殼體端部有法蘭，用于螺栓連接；殼體外表面涂漆（保護(hù)），內(nèi)表面一般不涂漆與鋼外殼相比，鋁制殼體有著下述優(yōu)點(diǎn)：低的材料電阻，大大減小因回路電流而產(chǎn)生的發(fā)熱無(wú)磁性材料就不會(huì)導(dǎo)致電磁損失，即無(wú)渦流輕質(zhì)材料提供了較好的抗震性能良好的導(dǎo)電性能確保電磁屏蔽的效果殼體2023/2/5絕緣子絕緣子絕緣子采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注，并填充三氧化二鋁，可提高耐電弧和機(jī)械性能主要功能為支撐導(dǎo)體，并確保導(dǎo)體與殼體間的絕緣。一般設(shè)計(jì)為錐形結(jié)構(gòu)，以增加導(dǎo)體和接地殼體間的絕緣距離；其它功能：可用止氣型絕緣子分隔相鄰氣室絕緣子的類(lèi)型：通氣型、止氣型和可開(kāi)可閉型2023/2/5絕緣GIS設(shè)備應(yīng)能耐受以下電壓而不發(fā)生故障：-長(zhǎng)期最大工作電壓；（550KV）-工頻（50Hz）試驗(yàn)電壓；-雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)電壓；(1675/1175KV)優(yōu)化絕緣子尺寸以及設(shè)計(jì)最適合的SF6氣體壓力；為降低場(chǎng)強(qiáng)，提高絕緣耐受能力，導(dǎo)體的外形，特別是端部的設(shè)計(jì)非常重要GIS基本原理2023/2/5運(yùn)行中的GIS，其絕緣性能取決于其制造質(zhì)量：-零部件加工質(zhì)量（絕緣件表面及內(nèi)部缺陷、導(dǎo)體表面缺陷…）；-工廠及現(xiàn)場(chǎng)的裝配質(zhì)量（灰塵、金屬顆?！?；這些GIS的內(nèi)部絕緣缺陷，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)局部升高，造成局部放電。零部件加工應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求保證工廠和現(xiàn)場(chǎng)的裝配質(zhì)量：-避免導(dǎo)體、觸頭劃傷-避免殼體內(nèi)有灰塵，金屬顆粒等GIS基本原理2023/2/5GIS基本原理1、接地開(kāi)關(guān)2、母線隔離開(kāi)關(guān)3、斷路器4、操作機(jī)構(gòu)5、電流互感器6、出線隔離開(kāi)關(guān)7、電纜終端8、電壓互感器9、高壓電纜主回路電流2023/2/5GIS基本原理主回路中的電流會(huì)在殼體表面產(chǎn)生反方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流值近似為主回路的80%殼體感應(yīng)電流2023/2/5電流–溫升GIS設(shè)備（導(dǎo)體、殼體）自身存在電阻，當(dāng)流過(guò)電流時(shí)，根據(jù)焦耳定律會(huì)產(chǎn)生溫升通過(guò)額定電流時(shí)，溫升最終會(huì)穩(wěn)定并停止。溫升值應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)（IEC或GB）。協(xié)議規(guī)定：每個(gè)元件的溫升不超過(guò)50K，在最高環(huán)境溫度40℃時(shí)外殼的溫升不超過(guò)30K。GIS基本原理2023/2/5殼體接地的方式?一點(diǎn)接地在GIS外殼的每個(gè)分段中一端絕緣，另一端用一點(diǎn)接地的方式。由于可靠性較差，目前國(guó)內(nèi)GIS設(shè)計(jì)一般不采用這種外殼接地方式。?多點(diǎn)接地在GIS的某個(gè)分段內(nèi)，用導(dǎo)體連接外殼和大地，并且采用兩點(diǎn)以上的多點(diǎn)接地。一般在結(jié)構(gòu)上，串聯(lián)的法蘭盤(pán)之間不設(shè)絕緣，設(shè)備的支座不絕緣,并用固定螺栓導(dǎo)通。優(yōu)點(diǎn)：由于GIS外殼有兩點(diǎn)以上的接地點(diǎn)，因而可大大提高其可靠性及安全性；感應(yīng)過(guò)電壓低；外殼和導(dǎo)體電流幾乎抵消，因此外部磁場(chǎng)較小，使鋼架構(gòu)發(fā)熱和流過(guò)控制電纜外皮的感應(yīng)電流都很小。GIS基本原理2023/2/51、不能忽略SF6氣體的泄漏。如果發(fā)生泄漏，泄漏的范圍將只限于該氣室。2、故障（如閃絡(luò)）的風(fēng)險(xiǎn)雖然很低，但是必須要考慮。氣室分隔能夠?qū)⒐收系挠绊懴拗圃谠摎馐曳秶鷥?nèi)。3、假若GIS設(shè)備在檢修、維護(hù)或擴(kuò)建時(shí)，氣室分隔將允許GIS設(shè)備的其他氣室正常使用。GIS基本原理氣室分割2023/2/5每一個(gè)氣室應(yīng)使用止氣型絕緣盆子與相鄰的氣室分開(kāi)，每個(gè)氣室包括以下設(shè)備：-充放氣閥門(mén)；-氣體壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備，用來(lái)監(jiān)測(cè)由于泄漏導(dǎo)致的壓力降低；-防爆盤(pán)或安全閥，用來(lái)限制氣室內(nèi)部過(guò)大的氣壓（由于內(nèi)部故障、過(guò)量充氣及人為過(guò)錯(cuò)等造）；-吸濕劑，能夠吸收水份（水份會(huì)降低SF6絕緣耐受能力）。GIS基本原理2023/2/5GIS基本原理SF6氣體密封2023/2/5GIS主要功能元件1、斷路器2、隔離開(kāi)關(guān)3、接地開(kāi)關(guān)4、電壓互感器5、電流互感器6、母線7、SF6/空氣套管其它：避雷器；電纜終端；控制柜。斷路器本體部分

彈簧機(jī)構(gòu)、底座、斷路器裝配、密度繼電器、防爆片、擋板彈簧機(jī)構(gòu)懸于底座側(cè)面，斷路器裝配在底座上面，起到連接彈簧結(jié)構(gòu)與斷路器裝配的作用。斷路器2023/2/5斷路器斷路器2023/2/5短路器滅弧室斷路器2023/2/5滅弧過(guò)程斷路器

550kV及以上GIS的斷路器的發(fā)展方向：減少斷口數(shù)量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)

日本三菱550kVGIS：?jiǎn)螖嗫诮Y(jié)構(gòu)（在中國(guó)已有208個(gè)斷路器間隔的供貨記錄）其他國(guó)家的產(chǎn)品：雙斷口結(jié)構(gòu)。

我國(guó)：西高、沈高、平高東芝三大開(kāi)關(guān)廠---550kVGIS---雙斷口產(chǎn)品，其中，西高將推出單斷口的新產(chǎn)口（樣機(jī)已通過(guò)KEMA型式試驗(yàn)）。國(guó)家750kV示范工程中采用的韓國(guó)曉星公司的800kVGIS為雙斷口結(jié)構(gòu)。

前蘇聯(lián)1200kVGIS：4斷口結(jié)構(gòu)，而日本安裝在新楱名1000kV變電站內(nèi)的1100kVGIS只需要2個(gè)斷口斷口數(shù)量

根據(jù)我國(guó)各大電網(wǎng)公司的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)550kV及以上GIS中斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)一般均選用液壓或彈簧機(jī)構(gòu)，不選用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)。因?yàn)闅鈩?dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體管道內(nèi)容易結(jié)露，運(yùn)行不歡迎。對(duì)液壓機(jī)構(gòu)則應(yīng)采用新一代無(wú)外露管道，模塊化整體結(jié)構(gòu)的形式。操作機(jī)構(gòu)分合時(shí)間考慮500kV電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求和繼電保護(hù)裝置的技術(shù)水平，根據(jù)DL/T755—2001《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，對(duì)550kVGIS的斷路器而言，其合分時(shí)間應(yīng)不大于60ms，建議采用50ms。同時(shí)，要求GIS的斷路器在進(jìn)行開(kāi)斷短路電流型式試驗(yàn)時(shí)，不允許在二次控制回路中加延時(shí)繼電器，防止出現(xiàn)繼電器失靈影響系統(tǒng)穩(wěn)定的問(wèn)題。應(yīng)在斷路器實(shí)際合分時(shí)間下進(jìn)行滿容量開(kāi)斷試驗(yàn)，以保證在日常運(yùn)行時(shí)斷路器能可靠地切除故障，滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求。斷路器協(xié)議規(guī)定：機(jī)構(gòu)型式： SF6絕緣，彈簧操作機(jī)構(gòu)或液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)，進(jìn)線/母聯(lián)回路三相操作，出線回路單相操作每相斷口數(shù)量： ≤2合-分時(shí)間（金屬短接時(shí)間）：60ms斷路器2023/2/5隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流能力

由于我國(guó)500kV及以上的變電站大多數(shù)為電力系統(tǒng)的樞紐站，進(jìn)出線回路數(shù)很多，因此母聯(lián)回路與最遠(yuǎn)的出線回路之間的間隔數(shù)量多、距離長(zhǎng)，造成母線轉(zhuǎn)換電壓很高。DL/T486—2000《交流高壓隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)訂貨技術(shù)條件》根據(jù)上述中國(guó)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)：IEC62271－100：隔離開(kāi)關(guān)額定母線轉(zhuǎn)換電壓為50V（開(kāi)合次數(shù)無(wú)要求）的規(guī)定值DL/T486—2000標(biāo)準(zhǔn)：隔離開(kāi)關(guān)額定母線轉(zhuǎn)換電壓為100V、開(kāi)合次數(shù)為300次。產(chǎn)品現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)外550kVGIS都按照IEC62271－100標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行型式試驗(yàn)，按DL/T486—2000標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值，要求提供550kVGIS的制造廠家補(bǔ)做開(kāi)合母線的轉(zhuǎn)換電流能力的試驗(yàn)，以滿足工程要求。隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合小電流能力

550kVGIS隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合小電流:指開(kāi)合空載母線的電容電流和開(kāi)合母線電壓互感器的電感電流。

IEC62171－102標(biāo)準(zhǔn)：0.5A--型式試驗(yàn)

DL/T486—2000標(biāo)準(zhǔn)：開(kāi)合電容電流2A、電感電流1A（對(duì)敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)）--型式試驗(yàn)

產(chǎn)品現(xiàn)狀：為了滿足我國(guó)一些電力用戶的要求，三菱公司550kVGIS隔離開(kāi)關(guān)在2005年初補(bǔ)做了開(kāi)合電容電流2A的型式試驗(yàn)。2004年8月，由西安高壓開(kāi)關(guān)廠制造的550kVGIS隔離開(kāi)關(guān)在荷蘭KEMA高壓試驗(yàn)站通過(guò)了開(kāi)合電容電流2A、電感電流0.5A的型式試驗(yàn)。隔離開(kāi)關(guān)

實(shí)踐證明，550kVGIS隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合小電流按照現(xiàn)行IEC62171－102標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值0.5A進(jìn)行型式試驗(yàn)是偏于保守的，SF6氣體絕緣的隔離開(kāi)關(guān)本身具有較強(qiáng)的開(kāi)合小電流的能力，是能夠滿足開(kāi)合2A電容電流的要求的。但如果工程需要，則應(yīng)堅(jiān)持要求制造廠補(bǔ)做此試驗(yàn)。開(kāi)合小電流能力協(xié)議規(guī)定：開(kāi)合電容電流：0.5A開(kāi)合電感電流：2A隔離開(kāi)關(guān)2023/2/5接地開(kāi)關(guān)1接地開(kāi)關(guān)配置

550kVGIS接地開(kāi)關(guān)：檢修接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)檢修接地開(kāi)關(guān)：僅起到當(dāng)斷路器檢修時(shí)使主回路兩端接地的作用；快速接地開(kāi)關(guān)：它具有線路側(cè)檢修接地和開(kāi)合550kV空載線路感應(yīng)電流2個(gè)作用。由于GIS的所有設(shè)備都封閉在金屬外殼內(nèi)，無(wú)法直接觀察線路是否停電，所以快速接地開(kāi)關(guān)有可能誤合帶電線路，為此它應(yīng)具有關(guān)合2次額定短路電流的能力。接地開(kāi)關(guān)2開(kāi)合線路感應(yīng)電流能力

對(duì)于550kVGIS，快速接地開(kāi)關(guān)應(yīng)具有開(kāi)合線路感應(yīng)電流的能力，在DL/T486—2000標(biāo)準(zhǔn)中已按IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求規(guī)定了相應(yīng)的額定參數(shù)，并分成A、B兩級(jí)。

A級(jí)：額定感性/容性電流為80A/1.6A，感性/容性電壓為2kV/8kV。

B級(jí)：額定感性/容性電流為200A/50A，感性/容性電壓為25kV/50kV。接地開(kāi)關(guān)2開(kāi)合線路感應(yīng)電流能力

國(guó)內(nèi)外550kVGIS制造廠都能按此標(biāo)準(zhǔn)提供型式試驗(yàn)報(bào)告。有些平行回路電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感性電流很大，超過(guò)上述B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)應(yīng)的感性電壓卻很低。這說(shuō)明上述IEC標(biāo)準(zhǔn)中的2個(gè)感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的最大值在實(shí)際工程中是不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的。因此對(duì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的特殊工程，應(yīng)與制造廠進(jìn)行協(xié)商，提出符合工程實(shí)際的試驗(yàn)條件，因?yàn)榧词乖诟袘?yīng)電流值很大的情況下，如果感應(yīng)電壓值很低，那么快速接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合感應(yīng)電流的試驗(yàn)也是比較容易通過(guò)的。接地開(kāi)關(guān)2開(kāi)合線路感應(yīng)電流能力

500kV輸電線路的電磁感應(yīng)（感性電流）和靜電感應(yīng)（電容電流）都比較強(qiáng)我國(guó)近幾年來(lái)500kV同桿并架雙回輸電線路的情況越來(lái)越多，因而帶電平行線路在停電線路上產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越來(lái)越大。除了500kV平行回路的線路長(zhǎng)度以外，線路電流也是感應(yīng)電流主要的影響因素，如上海昆太和徐行500kV變電站，由于出線回路電流為6300A，則要求線路側(cè)接地開(kāi)關(guān)開(kāi)合電磁耦合感性電流700A，比IEC和B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)200A大得多。接地開(kāi)關(guān)CT的一次回路是高壓回路中的導(dǎo)體。CT的二次回路是纏繞在環(huán)形導(dǎo)磁鐵心上的絕緣導(dǎo)線。二次導(dǎo)線纏繞的圈數(shù)就是CT的變比。導(dǎo)體放置在線圈中。每個(gè)間隔有多個(gè)CT，以滿足測(cè)量、保護(hù)的需求（即測(cè)量和保護(hù)線圈）根據(jù)用戶要求，每相上的CT線圈，可布置在斷路器的一側(cè)或兩側(cè)。2023/2/5電流互感器2023/2/5電流互感器2023/2/5電流互感器照片電流互感器1電流互感器形式550kVGIS的電流互感器(TA)--電磁式結(jié)構(gòu)有2種不同的布置形式：①內(nèi)置式TA。其一次導(dǎo)體和二次鐵心及繞組均布置在SF6氣體絕緣金屬外殼內(nèi)部，具有體積小、布置緊湊的優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)制造廠都采用這種形式。②外置式TA。其一次導(dǎo)體在SF6氣體絕緣金屬外殼內(nèi)部，二次鐵心及繞組套在外殼外部，采用干式絕緣。世界上只有ALSTOM公司和東芝公司的550kVGIS采用此種形式。它具有二次繞組檢修拆裝方便，而且鐵心、繞組部件的附著微粒不會(huì)落入TA和SF6氣室內(nèi)，不影響絕緣強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。電流互感器2二次繞組數(shù)量及額定容量

由于500kV電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，550kVGIS的TA二次繞組數(shù)量要滿足繼電保護(hù)雙重化配置的需求，而且它的準(zhǔn)確等級(jí)要滿足短路暫態(tài)過(guò)程的要求。需要二次繞組數(shù)量多、尺寸大，有一定的制造難度。因此，在滿足工程需要的前提下必須限制二次繞組的額定容量，500kV電壓等級(jí)保護(hù)的微機(jī)化為此創(chuàng)造了條件。目前，在500kV工程設(shè)計(jì)中，規(guī)定對(duì)TPY二次繞組額定容量一般取10VA，在特殊情況下也不超過(guò)15VA，以滿足550kVGIS制造上的要求。電流互感器包括一次繞組（在高壓側(cè)）和提供低壓的二次繞組。整個(gè)VT（包含鐵心磁路部分），安裝在一個(gè)帶有絕緣子并充SF6氣體的密封氣室內(nèi)。2023/2/5電壓互感器1–二次繞組2–一次繞組3–端子箱4–絕緣子5–充氣接頭6–防爆盤(pán)7–密度繼電器氧化鋅避雷器的工作原理：額定電壓下通過(guò)氧化鋅避雷器閥片的電流僅很小，相當(dāng)于絕緣體，氧化鋅在正常工頻電壓下呈高電阻。當(dāng)金屬氧化鋅避雷器上的電壓超過(guò)定值時(shí)，閥片“導(dǎo)通”，成低阻狀態(tài)，將大電流通過(guò)閥片泄入地中，其殘壓不會(huì)超過(guò)被保護(hù)設(shè)備的耐壓。當(dāng)作用電壓下降到動(dòng)作電壓以下時(shí)，閥片自動(dòng)終止“導(dǎo)通”狀態(tài)，恢復(fù)絕緣狀態(tài)。避雷器氧化鋅避雷器伏安特性2023/2/5氧化鋅電阻閥片(ZnO)（可變電阻能夠防止過(guò)電壓）被安裝在一個(gè)絕緣筒中，絕緣筒最終將安裝在充有SF6氣體的殼體內(nèi)。1–絕緣筒2–SF6監(jiān)測(cè)設(shè)備3–絕緣子4–接地導(dǎo)體5–屏蔽罩6–氧化鋅電阻片避雷器2023/2/5SF6/空氣套管?用與架空線相連。內(nèi)部SF6絕緣，外部空氣絕緣；?通常隨GIS設(shè)備一起供貨；?絕緣套一般用陶瓷制作，現(xiàn)在越來(lái)越多的使用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃絲筒和硅橡膠（復(fù)合材料）；?導(dǎo)體采用鋁合金材質(zhì)，與GIS導(dǎo)體類(lèi)似。頂部的結(jié)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)架空線和套管的聯(lián)接；?屏蔽罩能夠改善套管底部的電場(chǎng)分布?；瑒?dòng)電聯(lián)接SF6絕緣套導(dǎo)體屏蔽罩絕緣子筒體SF6/空氣套管2023/2/5SF6/空氣套管斷路器操作機(jī)構(gòu)高壓斷路器故障分布1、電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)2、氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)3、液壓操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小可靠性高、維護(hù)工作少噪音小安裝方便操作靈活斷路器操作機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能部件:電機(jī)、油泵、碟形彈簧、儲(chǔ)能活塞及儲(chǔ)能提升桿等儲(chǔ)能控制部件：行程開(kāi)關(guān)控制回路：輔助開(kāi)關(guān)、合分閘閥、切換閥、合分閘速度調(diào)節(jié)閥液壓彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能：當(dāng)機(jī)構(gòu)失壓時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)導(dǎo)通控制，電機(jī)通電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)油泵將油從低壓區(qū)泵向高壓區(qū)，隨著高壓油量的增加，高壓油推動(dòng)儲(chǔ)能活塞向上運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)能活塞帶動(dòng)提升桿向上運(yùn)動(dòng)，提升桿帶動(dòng)拖盤(pán)壓縮彈簧，到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。由于密封系統(tǒng)的作用，彈簧被保持在壓縮狀態(tài)。液壓彈簧機(jī)構(gòu)分閘：當(dāng)分閘閥接到分閘信號(hào)動(dòng)作，切換閥切換到分閘狀態(tài)，傳動(dòng)桿底部失壓，傳動(dòng)桿上部的高壓油推動(dòng)傳動(dòng)桿向下運(yùn)動(dòng)，完成分閘操作。液壓彈簧機(jī)構(gòu)合閘：當(dāng)?shù)蛷椈杀粔嚎s時(shí)傳動(dòng)桿的密封部位上部始終處于系統(tǒng)的高壓之下，在分閘狀態(tài)下，傳動(dòng)桿密封部位下部處于低油壓狀態(tài)下，這樣傳動(dòng)桿被牢牢控制在分閘狀態(tài)。當(dāng)合閘閥接到合閘信號(hào)動(dòng)作，切換閥切換到合閘狀態(tài)，傳動(dòng)桿底部與高壓油相連，此時(shí)傳動(dòng)桿的上部和下部都充以高壓油，由于壓差的作用，傳動(dòng)桿向上運(yùn)動(dòng)，完成合閘操作。液壓彈簧機(jī)構(gòu)碟簧機(jī)構(gòu)與彈簧、液壓機(jī)構(gòu)圓柱螺旋彈簧在長(zhǎng)期儲(chǔ)壓下易發(fā)生彈性減退，彈簧儲(chǔ)能下降，而且無(wú)法得到監(jiān)測(cè)螺旋簧和氮?dú)鈨?chǔ)能罐的輸出力變化陡峭，難與斷路器配合氮?dú)鈨?chǔ)能液壓操作機(jī)構(gòu)的輸出特性不如液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)碟簧儲(chǔ)能時(shí)材料的剛性變化較小，彈性減退較弱，且得到在線監(jiān)測(cè)碟簧平坦的特性曲線有助于斷路器的分合閘操作，分閘操作碟簧力只變化5%，合閘操作彈簧力變化小于2%碟簧機(jī)構(gòu)與彈簧、液壓機(jī)構(gòu)彈簧、液壓機(jī)構(gòu)特性第三部分GIS試驗(yàn)、運(yùn)行及維護(hù)73（1）運(yùn)行人員經(jīng)常進(jìn)入的戶內(nèi)SF6設(shè)備室，每班至少通風(fēng)一次，換氣15分鐘（2）運(yùn)行中GIS對(duì)于運(yùn)行、維修人員易觸及的部位，在正常情況下，其外殼及構(gòu)架上的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)36V。其溫升在運(yùn)行人員易觸及的部分不應(yīng)超過(guò)30K；運(yùn)行人員易觸及但操作時(shí)不觸及的部分不應(yīng)超過(guò)40K；運(yùn)行人員不易觸及的個(gè)別部位不應(yīng)超過(guò)65K。（3）SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備巡視檢查，主要進(jìn)行外觀檢查，設(shè)備有無(wú)異常，并作好記錄。GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)基本要求74（1）斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)的位置指示正確，并與當(dāng)時(shí)實(shí)際工況相符。（2）現(xiàn)場(chǎng)就地控制柜上各種信號(hào)指示、位置指示，控制開(kāi)關(guān)的位置是否正確，是否有信號(hào)繼電器動(dòng)作，柜內(nèi)加熱器是否正常。（3）各種壓力表，油位計(jì)的指示值是否正常，SF6氣體、壓縮空氣有無(wú)漏氣現(xiàn)象，液壓油、電纜油、機(jī)油有無(wú)漏油現(xiàn)象。（4）斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、避雷器的動(dòng)作計(jì)數(shù)器指示值是否正常，避雷器泄漏電流有無(wú)變化。（5）外部接線端子有無(wú)過(guò)熱情況。

GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)巡檢項(xiàng)目75（7）組合電器內(nèi)有無(wú)異常聲音或異味發(fā)生。（8）外殼、支架等有無(wú)銹蝕、損傷，瓷套有無(wú)開(kāi)裂、破損或污穢情況。接地及引線是否完好，各類(lèi)箱門(mén)是否關(guān)閉嚴(yán)密。（9）各類(lèi)配管及閥門(mén)有無(wú)損傷、銹蝕，開(kāi)閉位置是否正確，管道的絕緣法蘭與絕緣支架是否良好。（10）壓力釋放裝置防護(hù)罩有無(wú)異樣，其釋放出口有無(wú)障礙物。（11）檢查各供氣銅管應(yīng)無(wú)裂紋或扭曲、撞癟現(xiàn)象。（12）檢查出線帶電顯示閉鎖裝置是否指示正確.GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)76（1）對(duì)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)三個(gè)月或每半年對(duì)防塵罩和空氣過(guò)濾器清掃一次。防塵罩由運(yùn)行人員處理，空氣過(guò)濾器由檢修人員來(lái)做，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)作好聯(lián)系工作?？諝鈨?chǔ)氣罐要每周排放一次積水。運(yùn)行人員負(fù)責(zé)每二周檢查空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油油位，當(dāng)油位低于標(biāo)志線下限時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油。做好空氣壓縮機(jī)的累計(jì)啟動(dòng)時(shí)間和次數(shù)記錄?？諝鈮嚎s機(jī)壽命一般在2000小時(shí)，記錄該數(shù)據(jù)可作為檢修的依據(jù)。若在短期內(nèi)空氣壓縮機(jī)頻繁起動(dòng)，說(shuō)明有內(nèi)漏，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)報(bào)檢修進(jìn)行消缺。GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)日常維護(hù)77（2）對(duì)液壓機(jī)構(gòu)應(yīng)每周打開(kāi)操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱門(mén)檢查液壓回路有無(wú)漏油現(xiàn)象。夏季高溫期間，由于國(guó)產(chǎn)密封件質(zhì)量不過(guò)關(guān)易發(fā)生泄漏的，應(yīng)特別加強(qiáng)定期檢查工作。做好油泵累計(jì)啟動(dòng)時(shí)間記錄，平時(shí)注意油泵起動(dòng)次數(shù)或打壓時(shí)間，若出現(xiàn)頻繁起動(dòng)或打壓時(shí)間超長(zhǎng)的情況，需要及時(shí)與檢修人員聯(lián)系進(jìn)行處理。GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)78（3）定期檢查記錄：如SF6壓力值、液壓機(jī)構(gòu)油位、避雷器動(dòng)作次數(shù)等。GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)791.

GIS設(shè)備應(yīng)固定牢靠，外表清潔完整，無(wú)銹蝕。2.電氣連接可靠且接觸良好，引線、金具完整，連接牢固。3.各氣室氣體漏氣率和含水量應(yīng)符合規(guī)定。4.組合電器及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)應(yīng)正常，無(wú)卡組現(xiàn)象，分、合閘指示正確，調(diào)試操作時(shí)，輔助開(kāi)關(guān)及電氣閉鎖裝置應(yīng)動(dòng)作正確可靠。5.各氣室配備的密度繼電器的報(bào)警、閉鎖值符合規(guī)定，電氣回路傳動(dòng)應(yīng)正確。6.出線套管等瓷質(zhì)部分應(yīng)完整無(wú)損、表面清潔。GIS設(shè)備的驗(yàn)收驗(yàn)收項(xiàng)目807.油漆應(yīng)完整，相色標(biāo)識(shí)正確，外殼接地良好。8.機(jī)構(gòu)箱、匯控柜內(nèi)端子及二次回路連接正確，元件完好。9.竣工驗(yàn)收應(yīng)移交下列資料和文件：

（1）變更設(shè)計(jì)的證明文件；

（2）制造廠提供的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、試驗(yàn)記錄、合格證件及安裝圖紙等技術(shù)文件；

（3）安裝技術(shù)記錄；（4）調(diào)整試驗(yàn)記錄；

（5）備品、備件、專(zhuān)用工具及測(cè)試儀器清單。GIS設(shè)備的驗(yàn)收驗(yàn)收項(xiàng)目81（1）制造廠家方面：制造車(chē)間清潔度差造成金屬微粒、粉塵和其他雜物殘留在GIS內(nèi)部；裝配的誤差大造成元件摩擦產(chǎn)生金屬粉末遺留在零件隱蔽部位；不遵守工藝規(guī)程造成零件錯(cuò)裝、漏裝現(xiàn)象；材料質(zhì)量不合格。（2）安裝方面：安裝現(xiàn)場(chǎng)清潔度差，導(dǎo)致絕緣件受潮、被腐蝕，外部的塵埃、雜物侵入GIS內(nèi)部；不遵守工藝規(guī)程造成零件錯(cuò)裝、漏裝現(xiàn)象；與其他工程交叉作業(yè)造成異物進(jìn)入GIS內(nèi)部。

GIS設(shè)備的故障及處理產(chǎn)生故障的原因82

上述原因會(huì)使GIS投入運(yùn)行后，造成內(nèi)部閃絡(luò)、絕緣擊穿、內(nèi)部接地短路和導(dǎo)體過(guò)熱等故障。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)GIS設(shè)備運(yùn)行情況，盆式絕緣子和隔離開(kāi)關(guān)造成故障的比率最高。GIS設(shè)備的故障及處理產(chǎn)生故障的原因83（1）異常響聲，當(dāng)氣室內(nèi)部電氣元件發(fā)生異常響聲時(shí)應(yīng)根據(jù)聲音的變化判別是屏蔽罩松動(dòng)、內(nèi)部有異物，當(dāng)出現(xiàn)明顯放電聲時(shí)應(yīng)采取停電措施。GIS設(shè)備的故障及處理84（2）室外GIS設(shè)備發(fā)生爆炸或嚴(yán)重漏氣等事故時(shí)，人員接近設(shè)備要謹(jǐn)慎，應(yīng)選擇從上風(fēng)側(cè)接近設(shè)備，穿安全防護(hù)服并佩帶隔離式防毒面具、手套和護(hù)目眼鏡；對(duì)室內(nèi)安裝運(yùn)行的GIS設(shè)備，為防止SF6氣體漫延，必須將通風(fēng)機(jī)全部開(kāi)啟15min以上，進(jìn)行強(qiáng)力排換，待含氧量和SF6氣體濃度符合標(biāo)準(zhǔn)，并采取充分措施準(zhǔn)備后，才能進(jìn)入事故設(shè)備裝置室進(jìn)行檢查GIS設(shè)備的故障及處理（3）設(shè)備防爆膜破裂，說(shuō)明內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的絕緣問(wèn)題，電弧使設(shè)備部件損壞，引起內(nèi)部壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須進(jìn)行停電處理。正常完好狀態(tài)破裂狀態(tài)內(nèi)部破裂膜GIS設(shè)備的故障及處理86

1、出廠試驗(yàn)項(xiàng)目1.外殼壓力試驗(yàn)；2.接線檢查；3.輔助回路及控制回路絕緣試驗(yàn)；4.斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)機(jī)械試驗(yàn)和機(jī)械操作試驗(yàn)；5.電氣、氣動(dòng)的輔助裝置試驗(yàn)；

GIS設(shè)備的試驗(yàn)87

1、出廠試驗(yàn)項(xiàng)目6.主回路導(dǎo)電電阻測(cè)量；7.密封性試驗(yàn)（SF6泄漏試驗(yàn)，空氣泄漏試驗(yàn)）；8.局部放電試驗(yàn)；9.回路及輔助回路耐壓試驗(yàn)；

GIS設(shè)備的試驗(yàn)

2、交接試驗(yàn)項(xiàng)目1.SF6氣體濕度試驗(yàn)及氣體的其他檢測(cè)項(xiàng)目；2.SF6氣體泄漏試驗(yàn)；