GIS組合電器課件

GIS組合電器（SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）

史明亮

主要內(nèi)容GIS組合電器的基本知識1GIS組合電器的現(xiàn)場組裝過程2GIS組合電器的驗收3GIS組合電器的運行維護4220kV組合電器全景110kV組合電器全景（山東泰開）35kV組合電器全景（河南平高）定義1GIS發(fā)展概況2組合電器的電器組成部分3組合電器的結(jié)構(gòu)組成部分4定義

GIS（gasinsulatedsubstation）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。由斷路器(CB)、隔離開關(guān)(DS)、接地開關(guān)(ES\FES)、互感器(PT\CT)、避雷器(LA)、母線(BUS)、連接件和出線終端(BSG)等組成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。GIS特點：GIS優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，安裝方便，不受大氣條件影響，檢修間隔長，無觸電事故和電噪聲干擾等。缺點：GIS因連接部位多,對設(shè)備的密封性等工藝要求較高,如不符合要求,就有可能出現(xiàn)漏氣,嚴重影響設(shè)備正常、安全地運行。SF6全封閉式組合電器gasinsulatedsubstationgasinsulatedsubstationGIS的優(yōu)點1.小型化：與常規(guī)敞開式變電站（AIS）相比，126kVGIS的占地面積僅為其10%，252kVGIS的占地面積僅為其5%，尤其適用于寸土寸金、征地困難的城市地區(qū)。2.可靠性高：由于GIS的帶電部分全部密封在SF6氣體中，能消除外部環(huán)境因素對設(shè)備的影響與干擾，在重污染、高海拔、多鹽霧、多地震地區(qū)和高層建筑內(nèi)部及地下室使用具有常規(guī)開關(guān)設(shè)備無法比擬的優(yōu)越性。3.安裝周期短：產(chǎn)品在出廠前采用預(yù)制式整體裝配和試驗，以單元間隔的形式運到現(xiàn)場進行安裝，可縮短建設(shè)周期，提高產(chǎn)品可靠性。4.使用壽命長，維護方便，可節(jié)省大量檢修費用：產(chǎn)品可達到少維護或免維護的要求，使用壽命可長達30年。GIS電器發(fā)展概況1968年國內(nèi)研究機構(gòu)與開關(guān)制造廠會同用戶單位一同開始研制110kVGIS，并于1976年首次投運成功。1980年研制成功我國第一套220kV單斷口GIS。接著國內(nèi)開關(guān)廠相繼研制出110kV和220kVGIS產(chǎn)品。從1985年開始，我國三家高壓開關(guān)廠（西開、沈開、平開等）相繼從MG公司、日本三菱公司和日立公司引進了制造技術(shù)。現(xiàn)在110kV－750kVGIS大量投入電網(wǎng)運行，全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。

GIS組合電器的基本知識GIS進出線布置圖套管隔離開關(guān)避雷器斷路器母線電壓互感器電流互感器組合電器的電氣組成部分接地開關(guān)斷路器（CB）隔離開關(guān)(DS)

母線(BUS)

母線筒內(nèi)導(dǎo)體為三角形布置，盤式絕緣子通過導(dǎo)體和觸頭將三相母線固定于一定的位置上，并起對地絕緣作用。接地開關(guān)（ES）電流互感器(CT)電壓互感器(PT)避雷器(LA)套管接地系統(tǒng)金屬外殼伸縮節(jié)氣體監(jiān)視裝置及氣體系統(tǒng)支持絕緣子及劃分隔板隔室（氣室）結(jié)構(gòu)1.外殼SF6氣體SF6氣體是無色、無臭、無毒、不燃的惰性氣體。在電氣設(shè)備允許的溫度范圍內(nèi)，SF6對斷路器的材料沒有腐蝕作用，在電弧高溫作用下，很少量的SF6會分解為有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等；SF6氣體混入空氣時，會使絕緣強度下降；SF6容易液化，液化溫度與壓力有關(guān)；SF6氣體具有良好的絕緣性能；SF6分子具有較強的電負性，使SF6具有強大的滅弧能力。2.隔室氣室壓力SF6氣體壓力額定值（20℃為基準(zhǔn)）1.斷路器以外的部分①1次報警壓力

0.47±0.02MPa②2次報警壓力

0.45±0.02MPa

2.斷路器①報警壓力

0.65±0.02MPa②操作閉鎖壓力

0.62±0.02MPa3.最高SF6氣體使用壓力①斷路器

0.93MPa②斷路器以外的部分

0.67MPa3.支持絕緣子及劃分隔板

支持絕緣子及隔板用的盆式絕緣子是用環(huán)氧樹脂制成，這些絕緣子具有對發(fā)生短路故障時產(chǎn)生的電磁力，能夠保持導(dǎo)體與外殼的安全凈距的強度。出廠時加以100％的額定電壓下不發(fā)生局部放電的考驗。4.伸縮節(jié)

為了保證因電流通電引起外殼與地基間相對的熱脹冷縮，在適當(dāng)?shù)奈恢眠B接上伸縮節(jié)，處于伸縮節(jié)部位的導(dǎo)體采用插入式鍍銀的梅花觸指，

以能對應(yīng)外殼的收

縮。伸縮節(jié)是通過調(diào)整六角螺母和雙頭螺柱適量增減尺寸，來補償微量長度誤差。5.氣體監(jiān)視裝置及氣體系統(tǒng)

各氣室設(shè)有監(jiān)視是否漏氣和能補償周圍環(huán)境溫度的密度繼電器。6.接地系統(tǒng)

包括就地控制柜、接地開關(guān)、鐵架等GIS的隔部件，壓縮型接地端子與接地線相連并與主網(wǎng)地網(wǎng)牢固地連接在一起。采用接地銅板來相互連接，以保證GIS內(nèi)部組件相互間和接地母線間的安全電位差異，而且可以防止通過故障電流時不發(fā)生因過熱引起熔損。GIS外殼接地抽真空5密封面的裝配1各元件的對接和安裝2吸附劑的干燥處理3水分處理4充氣6氣體的回收7安裝要點GIS安裝過程中的三大要素：即清潔度、密封性和真空度。1、保證清潔度是GIS總裝和現(xiàn)場安裝中最首要的任務(wù)；2、密封性是GIS絕緣的關(guān)鍵，SF6氣體泄露會造成GIS致命的故障；3、真空度是是控制SF6含水量的重要保證措施。密封面的裝配各元件的對接和安裝1、單元對接時，密封面用綢布和汽油處理干凈，通過調(diào)整各可調(diào)環(huán)節(jié)保證一次性裝配成功；2、裝配過程中，由于屏蔽罩為薄壁件，容易造成損傷。因此，導(dǎo)電桿插入時要小心對接；3、電連接裝配過程中，鍍銀面用拋光砂紙將表面氧化層處理掉，特別是鋁鍍銀面更要處理好，使接觸電阻滿足要求。

安裝人員進行GIS設(shè)備安裝母線對接后伸縮節(jié)的檢查吸附劑的干燥處理

1、未經(jīng)活化的吸附劑裝入瓷皿或不銹鋼容器里，放進高溫爐內(nèi)，加熱至500℃（不得超過600℃），恒溫4h。爐溫降至300℃，趁熱裝入密封的金屬容器，封好冷卻至室溫，然后取出并迅速放入包裝袋中封好，避免潮氣浸入，也可趁熱裝入產(chǎn)品中。2、經(jīng)活化的吸附劑裝入GIS前，若發(fā)現(xiàn)包裝袋已破損，或倒如吸附劑筐后暴露在大氣中的時間超過0.5h,都應(yīng)把吸附劑至于200℃烘箱內(nèi)，干燥2h,取出后立即裝入GIS，密封好，并立即抽真空。水份處理水運行的影響關(guān)鍵在于：如果沒有將SF6氣體控制在0℃以下，則在溫度變化時絕緣體表面會形成凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成HF等低氟化物，從而導(dǎo)致沿面的絕緣材料和金屬表面劣化。如果將SF6露點的允許值控制在較低值，則在溫度變化時絕緣體表面凝結(jié)的不是水珠而是冰晶，它對絕緣性能幾乎沒有影響。斷路器氣室氣體含水量小于150uL/L（ppm）,其它氣室氣體含水量小于300uL/L（ppm），目標(biāo)小于150uL/L（ppm）。水份處理

1、GIS的某些氣室（現(xiàn)場不需拆開的氣室），出廠前其內(nèi)部水分已處理完畢，并充有一定壓力的SF6氣體。檢查內(nèi)部氣壓不降低，現(xiàn)場安裝只需補充新鮮SF6氣體至額定壓力即可；進行水份測量。2、現(xiàn)場需拆開的氣室，元件對接時要選擇晴朗干燥的天氣；并在設(shè)有工棚室內(nèi)進行對接工作，如下圖所示。產(chǎn)品現(xiàn)場對接部分及水份不合格的氣室，必須進行水份處理，直到該氣室水份含量滿足要求。

3、水份處理采用抽真空和充高純氮清洗的方法。在抽真空完畢后，充入0.2MPa的高純氮進行干燥，停留12h以上放掉氮氣，再按要求抽真空，然后充高純氮至額定壓力。最后進行水份測量，若水份超標(biāo)，可按上述要求再進行處理，直到合格為止。抽真空將充氣接頭和所需抽真空氣室連接好。打開真空泵，抽真空時間根據(jù)氣室大小來確定，但至少使真空度達133Pa并維持2h以上。抽真空時間越長，對降低氣體水份含量越有利。抽真空時嚴禁中途停電、停泵，以免真空油倒吸入產(chǎn)品內(nèi)造成嚴重后果。抽真空時，應(yīng)采用帶有抽氣逆止閥的真空泵，以防止突然停電或誤操作造成的破壞真空事故。

充氣

充氣時應(yīng)緩慢進行，使液態(tài)氣體充分氣化后進入氣室，這樣就保證了氣室中的氣體壓力為其真實壓力。另外，由于壓縮的氣體從氣瓶中流出汽化過程中需要吸收外界大量熱量，使充氣管路、接頭和充氣裝置溫度大幅下降，若充氣太快，會引起上述元部件表面結(jié)霜，膠皮管變硬。因此，充氣不宜太快。充氣接口及氣瓶氣體的回收首先對需要檢修氣室的SF6氣體進行回收?；厥辗椒ㄍㄎ澹Ｒ獙馐覂?nèi)的氣體完全抽空，即抽到零表壓以下。如果氣室內(nèi)沒有固體分解物，就不需采用特殊處理。如存在特殊分解物，可按下述要求處理。SF6氣體經(jīng)放電或電弧的作用會部分分解，形成的分解物呈氣態(tài)及粉末狀，對人體危害極大，接觸經(jīng)過放電或電弧作用的SF6氣體工作人員必須采取防護措施。1戴上防毒面具。2戴上專用帽子、手套，穿上專用衣服，避免與SF6分解物直接接觸。3避免吸入SF6分解物和粉塵，建議戴平光眼鏡，工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。注意不使臉部尤其是眼睛接觸粉塵。4工作后應(yīng)洗手，將粘在衣帽上的粉塵清理干凈。SF6氣體分解物的處理用吸塵器將氣體分解物收集干凈（此吸塵器不得它用），氣體分解物有毒，集中后必須深埋。GIS組合電器的驗收一.SF6氣體氣體檢漏二.主回路電阻的測量三.檢查電氣控制回路四.主回路的耐壓試驗五.微水測量GIS組合電器投入運行前的試驗項目一.SF6氣體氣體檢漏：年漏氣率≤1%1、定性檢漏：一般在充氣24h后一般可采用“檢漏儀檢查法”，“抽真空看壓力保持”作為漏氣情況摸底試驗。若檢漏儀幾乎無反應(yīng)，說明密封良好。若發(fā)現(xiàn)密封面某處漏氣超過規(guī)定值，允許對該區(qū)域內(nèi)的連接螺栓施加比正常緊固力矩高20％的力矩進行緊固。若處理后仍漏氣嚴重，則必須拆開，并對密封面、密封槽、密封圈進行檢查處理。2、定量檢漏：定量檢漏采用局部包扎檢漏法；對有嚴重漏氣疑問的地方進行定量檢漏。檢測程序：用塑料薄膜按被試部位的幾何形狀圍繞一圈半，封嚴接縫，塑料膜與被試品保持一定的空隙（約5mm），盡可能構(gòu)成圓柱形或長方形。其邊緣用白布帶扎進或用膠帶沿邊緣粘緊，保證薄膜內(nèi)氣體不外泄。GIS組合電器投入運行前的試驗項目包扎檢漏二.主回路電阻的測量：1、運輸前對個元件及運輸單元的主回路電阻已經(jīng)測量合格，因此，在現(xiàn)場只需測量各運輸單元的主回路電阻與出廠前是否一致，若相差較大應(yīng)予以拆開重新處理。2、對接完成后，測量GIS整體的主回路電阻，應(yīng)小于各安裝元件主回路電阻之和，同時三相電阻的不平衡度≤20%,若相差較大應(yīng)將對接部分拆開重新處理。GIS組合電器投入運行前的試驗項目三.檢查電氣控制回路：電氣控制回路的檢查主要針對斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)之間的電氣連鎖進行即：1、斷路器處于合閘位置時，不允許分、合隔離開關(guān)，不允許不具有關(guān)合短路電流能力的接地開關(guān)進行合閘操作；2、斷路器、隔離開關(guān)之間的連鎖：斷路器先于隔離開關(guān)分閘、隔離開關(guān)先于斷路器合閘，反之不允許；3、斷路器、接地開關(guān)之間的連鎖：接地開關(guān)處于合閘位置時，不允許斷路器進行合閘操作4、隔離開關(guān)、接地開關(guān)之間的連鎖：隔離開關(guān)處于合閘位置時，不允許接地開關(guān)進行合閘操作；接地開關(guān)處于合閘位置時，不允許隔離開關(guān)進行合閘操作。GIS組合電器投入運行前的試驗項目四.主回路的耐壓試驗：1、斷開避雷器、電壓互感器、架空線，電流互感器二次繞組短路并接地，各氣室充額定SF6氣體，斷路器、隔離開關(guān)合閘主回路。2、在現(xiàn)場GIS設(shè)備進行工頻耐壓試驗時，電壓要逐步加壓，首先用1/3的相間電壓加壓5min；再用相間電壓3min，合格后，電壓加至實驗電壓1min。GIS組合電器投入運行前的試驗項目五.水分的測量：SF6氣體中的水分含量是通過水分儀來確定的。測量過程嚴格按照水分儀使用說明書進行。測量前，首先檢查氣室內(nèi)SF6氣體是否為額定壓力，測量時間應(yīng)在充SF6氣體靜置24h后進行。GIS組合電器投入運行前的試驗項目GIS組合電器驗收標(biāo)準(zhǔn)

GIS組合電器運行時的巡視內(nèi)容一.外殼二.氣體及壓力系統(tǒng)三.傳動部分四.電器控制部分

GIS組合電器運行時的巡視內(nèi)容一.外殼：采用遠紅外測溫儀測量外殼的溫度。GIS的外殼設(shè)計上是允許觸摸的,但是對線路地刀的接地板處運行時是不允許觸摸的，這里的溫升可能達到70K，觸摸可能造成灼傷事故。1.檢查斷路器的外絕緣部分應(yīng)完好，無損壞、臟污及閃絡(luò)放電現(xiàn)象；2.避雷器的動作計數(shù)器指示值的變化應(yīng)正確。3.外部進線端子應(yīng)無過熱現(xiàn)象，瓷套應(yīng)無開裂、破損。4.外殼、支架等應(yīng)無銹蝕、損傷，接地應(yīng)完好，各類箱、柜