HGIS安装、使用说明手册

1、HGIS M0 型气体型气体绝缘绝缘金属封金属封闭闭式式组组合合电电器器 安装、操作、安装、操作、维护说维护说明明书书 目目 录录 1.前言前言.3 1.1 概述.3 1.2 产品名称.3 1.3 产品型号分类表.4 2.使用使用环环境条件境条件.4 3.技技术术参数参数.5 3.1 断路器额定参数.5 3.2 断路器储能电机为交直流两用电机，主要技术参数见下表.7 3.3 合闸线圈技术参数.8 3.4 分闸线圈技术参数.8 3.5 隔离开关和接地开关部分额定参数.8 3.6 隔离/接地开关电动机操动机构主要参数.9 4.结结构与工作原理构与工作原理.9 4.1 断路器本体结构与工作原理.9

2、4.2 断路器灭弧原理.10 4.3 操动机构.13 4.4 隔离/接地开关结构与工作原理.18 4.5 隔离/接地开关用操作机构的结构与工作原理.19 4.6 套管.21 4.7 电磁式电流互感器.22 4.8 电子式互感器.25 4.9 开关智能综合汇控柜.32 4.10 DDBZ 带电闭锁装置.41 5 包装、运包装、运输输和和储储存存.45 6 安装安装.45 6.1 概述.45 6.2 吊装支架.46 6.3 吊装三相本体.46 6.4 安装传动杆.46 6.5 敷设低压电缆.47 6.6 连接接地线.48 6.7 加绝缘气体.48 6.8 开关智能综合汇控柜.48 7.调试调试与与

3、检查检查.49 7.1 调试前的检查工作.49 7.2 外观检查.49 7.3 气体密封性检查.49 7.4 SF6水份测量 .49 7.5 操作检查.50 7.6 主回路电阻测量.50 7.7 辅助控制回路绝缘检查.50 7.8 局部放电.50 8.维护维护与与维维修修.50 8.1 定期检查.50 8.2 维修.51 9运行与操作运行与操作.53 91 HGIS 主体设备运行操作中的注意事项.53 92 数字化 HGIS 的运行注意事项.53 附件：附件： SF6气体特性气体特性.54 1.前言前言 1.1 概述概述 HGIS M0 型气体绝缘金属封闭式组合电器是我公司开发研制的紧凑型多功

4、能组 合式高压开关设备，它分为常规型和数字化型两种类型。HGIS 把断路器、隔离/接地 开关、CT、PT 等集成为一个模块，便于工厂化制造，现场整体安装，大部分部件都便 于整体更换，从而改变了现场设备维护的模式。同时也解决了原常规 AIS 设备占地面 积大、可靠性不高、检修维护工作量大等缺点，适合中国国情。适用于发电厂、变电站、 车站码头、大型工矿企业等输变（配）电系统，可户内、户外或屋顶安装使用。 设备优点: 所用空间及占地面积小。 组合灵活、运行可靠性高、直观，检修维护工作量小（ 25 年基本免维护）。 安装方式灵活，可安装于室外、室内、屋顶。 土建及电气安装工作量极小，安装简单。 SF6

5、气体用量小（只有 GIS 用量的 20% ），符合环保要求。 在综合比较的前提下，投资省。 体积小、重量轻（铸铝桶），故抗污、憎水性、抗震性高。 由于安装时间短、需停电次数少，适合发电厂、变电站的新建、扩建或改造 工程。 1.2 产产品名称品名称 1、智能型 HGIS 型号 D-PASS 即 Digital PASS 意为数字化的 PASS； 2、出口型 HGIS 型号 E-PASS 即 Export PASS 意为出口型的 PASS； 2、通用型 HGIS 型号 POSSIBLE 美音发音近 PASS 意为最合理的产 品； 3、推广型 HGIS 型号 PASSPORT 意为我们要打造真正的高

6、压电力通行 证； 4、传统型 HGIS 型号 WEB 为了与我原有市场称呼吻合，意为网络； 5、普及型 HGIS 型号 CAR 即 Chinese Array Right 意为国产系列优化组合。 1.3 产产品型号分品型号分类类表表 产品 名称 型号隔离开关主罐体互感器支架 汇控柜控制电缆 连接方式 智能 型 D-PASS 原装进口 操作机构 合金无 缝铝管 电子型互感 器 不锈钢无 封钢管 双层密封 智能柜 光纤电缆 连接 出口 型 E-PASS 原装进口 操作机构 合金无 缝铝管 MWB 电磁型 互感器 不锈钢无 封钢管 双层密封 进口继电 器 原装进口 航空接头 通用 型 POSSIB

7、LE 原装进口 操作机构 合金无 缝铝管 优质国产电 磁互感器 热渡锌无 封钢管 单层密封 进口继电 原装进口 航空接头 器 推广 型 PASSPO RT 国产操作 机构 合金焊 接铝管 优质国产电 磁互感器 热渡锌普 通钢管 进口继电 器 国际品牌 航空接头 传统 型 WEB 国产操作 机构 合金焊 接铝管 普通电磁互 感器 热渡锌角 钢 单层密封 进优质继 电器 国产航空 插头 普及 型 CAR 国产操作 机构 合金焊 接铝管 普通电磁互 感器 热渡锌角 钢 单层密封 普通国产 继电器 普通户外 插头 2.使用使用环环境条件境条件 安装类型:户外/户内 海拔高度：不超过 3000m 环境温

8、度：25+40 【注 1】 日温差：大于 25 相对湿度：日平均不大于 95% 月平均不大于 90% 风压（风速不大于 34m/s）：700Pa 阳光辐射（IEC60694）：1000W/m2 抗地震加速度（IEC61166）：水平0.25g,垂直0.125g 防护等级：（IEC60529）：IP54 空气污秽程度：不超过 GB5582-1993 中的级 覆冰厚度：10mm 【注 1】用于高寒地区时需采取措施防止 SF6低温液化。 3.技技术术参数参数 3.1 断路器断路器额额定参数定参数 3.1.1 SF6组组合合电电器断路器器断路器额额定参数定参数 序号项 目单 位参 数 1额定电压145

9、 对 地230 2 额定工频耐受电压 （1min）（干、湿）断口间265 对 地550 3 额定雷电冲击耐受 电压断口间 630 4 SF6零表压时的工频耐受电压 （5min） kV 109 5额定频率Hz50 6额定电流A2500 7首开极系数 出线短故障 1.5；失步故 障 2.5 8额定短路开断电流40 9额定短路关合电流100 10额定短时耐受电流40 11额定峰值耐受电流 kA 100 12额定短路持续时间s4 13额定失步开断电流kA10 14额定近区故障开断电流kA30、36 15额定线路充电开断电流A 50 C1 级 16额定操作顺序O-0.3s-CO-180s-CO 17分闸

10、时间305 18合闸时间 ms 808 19开断时间100 20合分时间 ms 100 21主回路电阻110 22额定六氟化硫气体压力(20表压)0.60 23报警/闭锁压力（20表压) MPa 0.55 / 0.50 24SF6气体年漏气率% 0.5 25气体水分含量L/L150 26机械寿命次6000 27无线电干扰电平V 在 92kV 电压下，无线电 抗干扰电压500 28局部放电试验 在 174kV 电压下，局部 放电量5pC 断口间3150 28爬电距离 对地 mm 3150 29每台充入六氟化硫气体质量kg5070 3.1.2 真空真空组组合合电电器断路器器断路器额额定参数定参数

11、序号项 目单 位参 数 1额定电压126 对 地230 2 额定工频耐受电压 （1min）（干、湿）断口间265 对 地550 3 额定雷电冲击耐受 电压断口间 630 4 SF6零表压时的工频耐受电压 （5min） kV 109 5额定频率Hz50 6额定电流A2000 7首开极系数出线短故障 1.5 8额定短路开断电流31.5 9额定短路关合电流80 10额定短时耐受电流31.5 11额定峰值耐受电流 kA 80 12额定短路持续时间s4 13额定失步开断电流kA8 14额定近区故障开断电流kA24、28 15额定线路充电开断电流A 50 C1 级 16额定操作顺序O-0.3s-CO-18

12、0s-CO 17分闸时间305 18合闸时间 ms 808 19开断时间100 20合分时间 ms 100 21主回路电阻110 22额定六氟化硫气体压力(20表压)0.40 23报警/闭锁压力（20表压) MPa 0.35 / 0.30 24SF6气体年漏气率% 0.5 25气体水分含量L/L150 26机械寿命次10000 27无线电干扰电平V 在 92kV 电压下，无线电 抗干扰电压500 28局部放电试验 在 174kV 电压下，局部 放电量5pC 断口间3150 28爬电距离 对地 mm 3150 29每台充入六氟化硫气体质量kg30 断路器符合 GB1984-2003交流高压断路器

13、和 IEC56高压交流断路器的要求。 断路器以 SF6气体为绝缘和灭弧介质，采用自能灭弧原理，配用 CT30 型弹簧操动机 构，具有开断能力强，操作功小，可靠性高的特点。 3.2 断路器断路器储储能能电电机机为为交直流两用交直流两用电电机，主要技机，主要技术术参数参数见见下表下表 电机型号 HDZ-26005A 额定输出功率（W） 600 额定电压（V） 220 AC/DC 额定电流（A） 2.8 正常工作电压范围 80110Ue 额定工作电压储能时间（S） 15 电动机空载转速(R.P.M) 500 3.3 合合闸线闸线圈技圈技术术参数参数 额定电压（V） -220-110 额定电流（A）

14、23.3 额定功率（W） 440330 20时线圈电阻（） 11010331.6 工作电压范围 80110Ue 3.4 分分闸线闸线圈技圈技术术参数参数 额定电压（V） -220-110 额定电流（A） 25.8 额定功率（W） 440638 20时线圈电阻（） 11010191 工作电压范围 65120Ue,小于 30Ue 连续 3 次操作不得分闸 3.5 隔离开关和接地开关部分隔离开关和接地开关部分额额定参数定参数 参 数 项 目 隔离开关接地开关 额定电压kV145145 额定频率Hz5050 额定电流A2500 额定绝缘水平 对地2302301min 工频耐受电压（有效值） kV断口2

15、65 对地550550雷电冲击耐受电压（峰值） kV断口630 控制和辅助回路 1min 工频耐受电压 （有效值） kV22 额定短时耐受电流kA4040 额定短路持续时间s44 额定峰值耐受电流kA100100 开合母线转换电流A1600 机械寿命次50005000 分闸时间s30.130.1 合闸时间s30.130.1 极间分、合闸同期差（不大于）ms3050 3.6 隔离隔离/接地开关接地开关电动电动机操机操动动机构主要参数机构主要参数 项目单位参数 触头型式3 工位 额定电压V220/110 (DC/AC） 额定输出功率W140 额定电流A1.4 起动电流A5 机构输出转轴角度-45+

16、45 动触头行程角度度451 动触头插入距离度101 4.结结构与工作原理构与工作原理 4.1 断路器本体断路器本体结结构与工作原理构与工作原理 4.1.1 SF6断路器本体断路器本体结结构与工作原理构与工作原理 HGIS M0 型气体绝缘金属封闭式组合电器断路器属于以 SF6气体为灭弧和绝缘 介质高压开关设备。 断路器采用三相铝合金罐式结构，为户外设计。三相配用一个弹簧操动机构，居 中布置，三相连动，故外观新颖精致。断路器以 SF6气体为绝缘和灭弧介质，运行时断 路器三极 SF6气体应连通，并采用指针式密度继电器对其压力和密度进行监控。由于 采用自能灭弧原理，且在断路器运动系统中进行了优化设

17、计，故有效地提高了机械效 率，最大限度地降低了操作功。 断路器由安装在共用框架上的三相构成，通过传动装置三相互机械连接。三相由 安装在同一框架上的 1 个弹簧操作机构 CT30 操作。 断路器各相间为管路连接，为独立罐体。 配置了带电接点的密度表：密度表具有温度补偿系统，反映 20时的压力，当环 境温度变化而引起 SF6气体压力变化时，控制器不会动作。只有当 SF6气体泄漏引起 气体压力变化时，控制器才会发出报警及闭锁信号。当气体压力下降到 0.55MPa abs时， 发出补气报警信号。当气体压力下降到 0.50MPa abs时，发出气体闭锁信号同时禁止断 路器合闸。 断路器配置了电加热器，当

18、温度下降到-25时自动通电，温度升到-19-22时自 动断电。 断路器的操作原理是以灭弧机制为基础的：即利用电弧自身的热能“自动”产生的 压力差促使 SF6气体流动熄灭电弧。断路器合闸由操作机构合闸弹簧提供动能，分闸 由断路器分闸装置的弹簧提供动能。 4.1.2 真空断路器本体真空断路器本体结结构与工作原理构与工作原理 真空断路器是以真空灭弧实现开断故障电流。断路器的外部结构相似于上述 SF6 断路器。三相内部均采用 2 支真空灭弧室串联，两侧分别通过永磁机构实现分合闸操 作。 4.2 断路器断路器灭灭弧原理弧原理 4.2.1 SF6断路器断路器灭灭弧原理弧原理 图 1 灭弧原理 当断路器接到

19、分闸命令后，以气缸、动弧触头、拉杆等组成的刚性运动部件在分 闸弹簧的作用下向下运动。在运动过程中，静主触指先与动主触头（即气缸）分离，电 流转移至仍闭合的两个弧触头上，随后弧触头分离形成电弧。 在开断短路电流时，由于开断电流较大，故弧触头间的电弧能量大，弧区热气流 流入热膨胀室，在热膨胀室内进行热交换，形成低温高压气体；此时，由于热膨胀室压 力大于压气室压力，故单向阀关闭。当电流过零时，热膨胀室的高压气体吹向断口间 使电弧熄灭。在分闸过程中，压气室内的气压开始时被压缩，但达到一定的气压值时， 底部的弹性释压阀打开，一边压气，一边放气，使机构不必要克服更多的压气反力，从 而大大降低了操作功（见图

20、 1B）。 在开断小电流时（通常在几千安以下），由于电弧能量小，热膨胀室内产生的压力 小。此时压气室内的压力高于热膨胀室内压力，单向阀打开，被压缩的气体向断口处 吹去。在电流过零时，这些具有一定压力的气体吹向断口使电弧熄灭（见图 1C）。 4.2.2 真空断路器真空断路器灭灭弧原理弧原理 在真空断路器分断瞬间，由于两触头间的电容存在，使触头间绝缘击穿，产生真 空电弧。由于触头形状和结构的原因，使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩 散。当被分断的电流接近零时，触头间电弧的温度和压力急剧下降，使电弧不能继续 维持而熄灭。 4.2.3 真空断路器可控开断真空断路器可控开断 在目前的中高压系统中,

21、开关的分、合闸相位是随机和不确定的,因而在关合空载 变压器、电容器和空载线路时,常常会产生幅值很高的过压和涌流,这样对电力系统运 行和电气设备的性能带来负面影响,具体表现为电气设备寿命减少,电气设备的绝缘击 穿、故障和损坏,继电保护的误动,二次边的电子控制元件功能失常,电能质量降低等。 智能同步开关就是控制三相高压开关的触头在电网电压电流的特定相位分合,以 减少投入操作产生的涌流和过电压的幅值,提高电能质量和系统稳定性,延长开关的使 用寿命和检修周期。实现开关的同步分合首先必须准确检测出三相电压电流的过零 点时刻,并以此作为开关同步控制的时间基准,一旦接到分合闸指令,同步控制转置就 以最近时刻

22、的电压电流零点为基准,经过预先计算设置好的延时后发出控制命令,驱动 操作电路对开关的触头进行操作,以使得三相触头在接下来的电压或电流过零点时刻 完成操作。同时智能同步开关不仅具备普通开关的各种保护功能,而且还可以实现对 电路进行监测、调节、控制、保护等,可以实时显示电路中的各种电气参数电流、电压、 功率及功率因数等,能够提供各种保护功能,并对各种保护功能的动作参数进行显示、 设定和修改,能够反映系统及开关的当前工作状态。 故障电流可控开断原理图 真空断路器可控开断的主要目的是采用故障电流可控开断技术，控制断路器触头 分离时刻，使得开断过程中电弧电流经过最佳燃弧时间（接近最小燃弧时间）过零，从

23、而减少触头平均燃弧时间和峰值电弧电流，有效提高断路器的开断能力，减少触头烧 损。同步开断要求在理想状态的电流零点时，触头达到额定开距，实现故障电流的同 步开断，因此，故障可控开断是可靠地完成故障电流过零点的检测、计算以及时给出 触发信号，使触头分离时刻应能稳定控制在电流过零点前时刻，对应达到临界开T 距的最小燃弧时间。真空断路器实现过零点开断的主要目的如下： 1减小断路器触头的磨损； 2提高断路器的开断能力； 3降低断路器的机械应力； 4促进新的开断技术发展，使真空开关向高电压等级发展。 开断电流时，触头的电磨损量与开断电流的关系可表示： dttiktM a t t warci 0 )(.)(

24、 其中为触头的磨损率；为常数，与触头等材料有关，开断的燃弧时间为。 w k 0 tta 由此式可知，同长燃弧时间相比，短燃弧时间输入间隙能量少、开关触头磨损少，电弧 熄灭后间隙金属蒸汽扩散快，恢复时间短。 控制断路器的燃弧时间同样也可以提高断路器的开断能力，在电力系统中开断 容性负荷、开断大电流以及提高铁道牵引供电系统的可靠性都有很重要的意义。而在 断路器使用寿命中成为主要问题的，是由于高频度分合所造成的触头及操作机构可 动部件的机械磨损，与分合大故障电流时由于电弧能、热能引起的触头的电气损蚀。 如果可控开断方案能够准确确定故障电流的特性，可以根据不同的开断电流特定调 节触头分离的速度及分闸时

25、间调整断路器的操作力，将减小对断路器结构的负担，降 低断路器的机械应力。 采用可控开断过程中电弧能量节省 当系统发生短路故障后，可控断路器根据故障电流模型预测电弧熄灭时电流零 点，在确认继电保护装置分闸命令后，延迟等待 twait控制断路器动触头在最佳时刻分 离，从而使得断路器在经过最佳燃弧时间后开断故障电路。故障电流可控开断在不影 响系统故障切除时间条件下，选择最佳时刻控制断路器动触头分离时刻，减少断路器 的燃弧时间和输入触头间隙的电弧能量，从而延长断路器电寿命和提高断路器的短 路电流开断能力。 4.3 操操动动机构机构 4.3.1 CT30 弹弹簧操簧操动动机构机构 4.3.1.1 产产品

26、主要用途和性能品主要用途和性能 本机构具有电动储能和手动储能两种方式，分合闸操作有远控和就地分合闸电 动操作和手动操作两种。 本机构借助专用工装可进行慢分、慢合操作。 手动储能采用 17mm 六角套筒、加 长杆和棘轮扳手固定到弹簧机构棘爪轴端部顺时针旋转进行。 4.3.1.2 弹弹簧操簧操动动机构机构结结构及工作原理构及工作原理 机构结构截面图、机构箱见图 2。主要由机构架、分(合)闸弹簧、储能电机、缓冲 器、分(合)闸电磁铁以及凸轮、棘轮、大(小)拐臂、分(合)闸保持掣子、活塞杆、轴、销子 等零部件组成，并通过机械传动实现三相机械联动。断路器的合闸操作是由机构储能 的合闸弹簧来进行的，合闸完

27、后，分闸弹簧被压缩。分闸操作时，释放分闸弹簧来完成 分闸过程。既能达到远距离电控，又能就地手控。电气控制作为一个独立单元进行布 局，辅助开关与行程开关可提供 24 对接点供断路器使用。为满足户外安装的需要，机 构箱采用不锈钢材料制作，防锈螺丝安装，接口处均有优良密封圈进行密封。本机构 最大特点是：设计思路先进合理，结构简单，性能可靠，运行维护量少，操作噪音小。 图 2 机构截面图 4.3.1.3 工作原理工作原理 图 3-a 分闸操作（合闸位置、合闸弹簧储能） 图 3-b 合闸弹簧储能(合闸位置合闸弹簧释放) 图 3-c 合闸操作(分闸位置合闸弹簧储能) 合合闸弹闸弹簧簧储储能能(见图见图 3

28、-b) 弹簧机构出厂时和机构与断路器装配完成以及机构合闸操作完成后，合闸弹簧 3-5 处于释放状态(图 3)，棘爪轴 3-17 通过伞齿轮与电机相联，断路器合闸到位后，电 机接通启动，对合闸弹簧进行储能。 操作步骤：储能时，电机带动棘爪轴 3-17 逆时针旋转，偏心的棘爪轴 3-17 上的两 个棘爪 3-16 在棘爪轴的传动中交替推动棘轮 3-2，使棘轮逆时针旋转，带动拉杆使合 闸弹簧 3-5 压缩储能；当合闸弹簧压缩到位时，储能轴 3-4 由合闸弹簧 3-5 给以逆时 针方向的旋转力矩，此力矩通过 B 销被储能保持掣子 3-6 锁住，完成合闸弹簧储能。 4.3.1.5 分分闸闸操作操作(见图

29、见图 3-a) 弹簧机构在合闸位置且分闸弹簧 3-3 与合闸弹簧 3-5 均已储能。小拐臂 3-14 和 大拐臂 3-18 受分闸弹簧 3-3 逆时针方向的力矩，此力矩被分闸保持掣子 3-13 和分闸 挚子 3-12 锁住。 操作步骤：分闸电磁铁 3-10 的线圈接受分闸信号后带电，分闸电磁铁的动铁芯吸 合，启动铁心 3-11 动作，带动分闸导杆冲动分闸掣子 3-12；分闸掣子 3-12 向顺时针方 向旋转，释放分闸保持掣子 3-13；分闸保持掣子顺时针方向旋转，并释放 A 销；拐臂 3-14 和 3-18 受分闸弹簧 3-3 的推动，向逆时针方向旋转，拐臂 3-18 通过与其联结的 拉杆等传

30、动部件，使断路器灭弧室动、静触头快速离开，断路器分闸；同时拐臂 3-14 将分闸保持挚子 3-13 压下，使机构处于分闸状态。 4.3.1.6 合合闸闸操作操作(见图见图 3-c) 弹簧机构在分闸位置，合闸弹簧 3-5 已储能。由于合闸弹簧中心线与储能轴的经 向中心线不重合储能轴 3-4 承受联接在棘轮 3-2 上的合闸弹簧 3-5 逆时针方向的力矩， 此力矩被储能保持掣子 3-6 和合闸挚子 3-7 锁住。 操作步骤：合闸电磁铁 3-8 接受合闸信号后带电，合闸电磁铁的动铁芯吸合，带 动分闸导杆冲击掣子 3-9 动作，冲击合闸挚子 3-7；合闸掣子 3-7 顺时针方向旋转，同 时释放储能保持

31、掣子 3-6；储能保持掣子 3-6 逆时针旋转释放 B 销，棘轮 3-2 在合闸弹 簧力的作用下逆时针方向旋转并带动棘轮轴 3-4 旋转，使凸轮 3-1 推动拐臂 3-14 顺 时针方向旋转，并带动拐臂轴 3-15 上的拐臂 3-18 顺时针方向旋转，同时压缩分闸弹 簧 3-3 储能；拐臂 3-18 带动拉杆使断路器本体快速合闸，同时分闸弹簧 3-3 被压缩储 能，以备分闸操作，合闸操作完成后，电机再次对合闸弹簧储能，机构恢复到图 3-b 状 态，A 销再次被分闸保持掣子 3-13 锁住。 4.3.1.7 手手动储动储能能 通过手动储能手柄(附件)和棘轮扳手固定到弹簧机构棘爪轴的端部，顺时针旋

32、转 棘轮扳手既可手动储能。操作时请用手按住分闸电磁铁，使销子与合闸保持掣子脱离 后再进行手动操作。 4.3.1.8 自自动动重合重合闸闸 机构在合闸储能状态见图 3-a，给出重合闸信号，分闸弹簧释放能量使断路器分 闸，已储能的合闸弹簧释放能量使断路器合闸。合闸完成后，同时分闸弹簧被压缩储 能，带动断路器再次分闸，自动重合闸完成。 4.3.1.9 与断路器与断路器联联接后的接后的调试调试 与断路器联接完成后，按图 4 检查凸轮间隙；按图 5 检查分闸电磁铁的间隙及行 程：按图 6 检查合闸电磁铁的间隙及行程。确认合格后方可进行机械特性试验。 图 4 凸轮间隙图 图 5 分闸电磁铁间隙及行程 图

33、6 合闸电磁铁间隙及行程 4.3.2 永磁操永磁操动动机构机构 1.固定板 2.动铁芯 3.合闸线圈 4.永磁体 5.分闸线圈 6.连杆 图 7 永磁操动机构图 当断路器处于合闸位置时，动铁芯在最上端，线圈中无电流通过，永久磁铁利用 动、静铁芯提供的低磁阻通道将动铁芯保持在合闸位置，而不需要任何机械闭锁。当 有动作信号时，分闸线圈中流过电流，动、静铁芯中的磁场由线圈产生的磁场与永磁 磁场叠加而成，向下的力超过向上的力，动铁芯在合成磁场力的作用下，完成断路器 的分闸动作；反之，动作亦相同。 4.4 隔离隔离/接地开关接地开关结结构与工作原理构与工作原理 HGIS M0 型气体绝缘金属封闭式组合电

34、器可在线路侧和母线侧配置附加隔离/接 地开关。 附加隔离开关安装在本体上面的球形金属罐内，也属于三工位开关。其电动操作 机构安装在一侧边相上，通过拉杆驱动三相刀闸操作。 附加隔离/接地开关的接地开关可设置在开关内部（联络间隔用）或外部（进出线 间隔用）。 线路隔离/接地开关的主要组成部分见图 8。 1. 动触头 2.断路器侧静触头 3.旋转绝缘子 4.旋转绝缘子屏蔽罩 5.盖板 6.观察窗 7.密封圈 8.机构侧盖板 9.轴承 图 8 HGIS M0 型隔离/接地开关 4.5 隔离隔离/接地开关用操作机构的接地开关用操作机构的结结构与工作原理构与工作原理 4.5.1 概述概述 SG 05.1

35、型电动操作机构作为 HGIS 开关装置的配套设备，能通过连杆驱动动触 头顺时针或逆时针旋转一定角度，实现隔离合闸、分闸、接地合闸操作，紧急情况下可 用摇柄进行手动操作，且电动和手动的功能互为闭锁。电动机构利用位置指示器指示 主触头位置。 注意：注意：SG 05.1 型操作机构有手型操作机构有手动动操作和操作和电动电动操作两种操作方式，手操作两种操作方式，手动动操作操作为设为设 备备厂家厂家调试调试隔离隔离/接地开关接地开关时时用，用，为为了安全，非厂家人了安全，非厂家人员员不能不能进进行手行手动动操作。操作。 刀闸机构主要部件构成： 传动原理介绍： 4.5.2基本技基本技术术性能和要求性能和要

36、求 整套机构长期运行于户外，可适应最低温度-40、最高温度+40、相对湿度 90%、 海拔不超过 1000 米的环境条件，防护等级为 IP68,正常的工作寿命要求不低于 20 年； 整体机构材质为铸铝，出厂时整机表面喷与开关本体同色号漆。. 当 HGIS 开关操作时，整体开关设备将在约 30 毫秒的瞬间受到 10kN 的水平方 向冲击力，机构不得因此冲击力的振动而影响正常工作。 机构电机的技术要求如下： 1 工作电压为 DC 220V 或 DC 110V，2 种型号； 2 功率约为 180W； 3 电机的接线部分能耐受 2kV、1 分钟的工频电压； 4 电机的运行有离合器的功能，即离合器投入时

37、，电机可正常运行；离合器退出时，电 机不工作。 对执行器的要求： 1 输出的力矩为 150-200NM； 2 输出部分的主轴及输出杆为不锈钢材质； 3 具备“电动”和“手动”的切换功能，且这两种状态互为闭锁； 4 在 0，45, 90（单母线）或 0，135, 180，225（双母线）时有明显的指示器指示相 应的位置； 5 可提供 8 对常开和 8 对常闭辅助接点给用户，接点的开断能力为 5A； 6 整机不检修允许操作次数小于 3000 次，使用寿命不小于 20 年； 7 机构和汇控箱之间的连接采用金属屏蔽电缆，所有的接点及电机的电源线均通过 拔/插式电气连接器（也叫航空插头）引出。 4.5.

38、3 电动电动操作与操作与连锁连锁 SG 05.1 型电动操作机构可通过就地汇控箱按钮或远方控制信号电动操作，二者 通过转换开关切换，相互联锁。 通过控制回路的电气联锁，隔离/接地开关只有在“（1）断路器分闸位置， （2）SF6 气 体压力高于闭锁压力”2 个条件同时成立的条件下才允许动作。另外，用户可根据需要 在控制回路的“外部联锁端子”之间增加其它联锁条件。 对于线路侧的接地开关，除上述联锁条件外，还可通过线路带电闭锁指示器或 PT 二次电压或其它条件实现外部联锁。 手动操作功能是提供给检修调试人员用的，运行人员未经许可不得使用手动操作 功能。 4.6 套管套管 我公司生产的 HGIS 组合

39、电器有硅橡胶复合绝缘套管（见图 9.1）和瓷套管（见图 9.2）两种，两种套管各有各的优缺点，用户可以根据自己的要求定做不同套管类型的 HGIS。 硅橡胶复合绝缘套管内有一个坚固的环氧树脂浸渍玻璃纤维衬筒（1），用于承受 机械负载（如内部压力、弯曲负荷等）；衬筒内装导电杆（5）；下发兰（2）和上盖板（3）采 用热处理粘接工艺固定在衬筒上。采用模压工艺使硅橡胶伞裙外套与衬筒粘接成一 个整体，以防止两种材料之间出现污秽。 复合绝缘套管的主要特点有： 无爆炸危险，使用安全； 尤其在污秽环境和降雨条件下有优良特性； 耐沙尘暴； 重量轻； 无需维护。 1.主接线端 2.上盖 3.硅橡胶伞群 4.玻璃纤维

40、增强环氧树脂衬筒 5.下法兰 6.导体 图 9.1 硅橡胶复合绝缘套管 1.主接线端 2.瓷套管伞群 3.导体 4.屏蔽罩 5.下法兰 图 9.2 瓷套管 4.7 电电磁式磁式电电流互感器流互感器 4.7.1 概述概述 HGIS M0 型气体绝缘金属封闭式组合电器采用穿心式干式绝缘电流互感器，结 构组成见图 10。一次回路是复合绝缘套管或瓷套管内的导电杆。 电流互感器一般安装在线路侧套管下，若有特殊要求，也可安装在母线侧，或两 侧都装，但一定要在订货时特别说明。双母线布置一般只在线路侧安装。 受安装高度的的限制，每相一侧最多可装 4 个铁芯。如果变比大、精度低、负荷小， 也可增至 56 个。

41、1.金属外壳 2.二次绕组 3.树脂 4.二次端子盒 5.二次端子 6.接地端子 图 10 HGIS M0 型电流互感器 LR、 LRB、LRBT 型套管式电流互感器，具有精度高、体积小、二次负荷大等优 点，同时单匝贯穿式小电流比、低安匝套管式电流互感器在行业中是一种新的突破。 产品主要与 10kV750 kV 等电压等级的高压开关、电力变压器、独立式互感器配套 使用。不带一次绕组，作为线路电量测量、电能计量、过载及暂态保护使用。 4.7.2 结结构特点构特点 本系列电流互感器无一次绕组，导电杆穿入器体中心或绝缘套管构成一次绕组。 铁芯采用优质晶粒取向冷轧硅钢片、高性能坡莫合金、超微金及纳米晶

42、等高导磁、高 磁感材料卷制成环型，并经严格热处理工艺及磁势补偿，使铁芯的磁性能达到最佳状 态，产品在小电流变比时，亦有较高的精度，在国内同类产品中具有明显的竞争优势。 4.7.3 常用型号参数表常用型号参数表（可根据用户要求设计生产 0.2S 级等） 电力系统中的套管式电流互感主要与 10KV 至 750KV 等电压等级的高压开 关、电力变压器、独立式电流互感器配套使用作为线路等电量的测量，电能的计 量，过载及暂态保护使用。此系列的电流互感器无一次绕组，导电杆穿入器体中心 或绝缘套管构成一次绕组，铁芯用带状硅钢片或高性能的坡莫合金超微金及纳 米晶等高导磁，高磁感材料卷制成环形二次线圈用绝缘线绕

43、在铁芯上 4.7.4 在使用在使用该该系列的系列的电电流互感器流互感器时应时应注意的注意的问题问题 4.7.4.1 互感器的准确等互感器的准确等级级 在电气装置中由于继电器保护和测量仪表对电流互感器有不同的要求，必须装 设误差和准确等级不同的电流互感器。电流互感器分为：02、05、1、3 和 10 五个准 确等级这是根据二次电流及阻抗在额定值的 25100的范围内所得的最大电流误 差命名的。规定作电度计量的电流互感器的准确等级应为 05 级继电保护用 3 级电 流互感，差动保护用 D 级电流互感器。套管式电流互感器由于其结构上与其它型号电 流互感器有所不同因此其准确等级也会因互感器所在的电压等

44、级、变流比大小及 二次线圈抽头的不同而不同所以在安装使用时定要认真对待。否则会影响测量的 准确性和保护动作的可靠性。例如：LR 一 35(变流比为 2006OO5)型电流互感器， 当二次线圈取用 AB 头时互感器的准确等级为 10 级；取用 AC 或 AD 头 时互感器的准确等级为 3 级；取用 AE 头时互感器的准确等级为 1 级。这样此电 流互感器的准确等级为 1 级、3 级、和 10 级所以该电流互感器就不能用于电度计 量只能用于一般的测量和保护。 4.7.4.2 互感器互感器变变流比流比 电流互感器的变流比为一次电流和二次电流之比 I1I2 或二次匝数对一次匝数的 比值 W2W1。同样

45、由于套管式电流互感器结构之特殊性其变流比也因互感器二次 线圈抽头抽取的不同。变流比也不同。就 LR 一 35(变流比 200?6OO5)型电流互感 器而言当二次线圈取用 AB 头时。互感器的变流比为 2005；取用 AC 头时互 感器变流比为 3005；取用 AD 头时，互感器变流比为 4005；取用 AE 头时互 感器的变流比为 6OO5。当套管式电流互感器用在 35KV 及以上电压等级的多油断 路器中时?往往还将两个同相套管电流互感器进行串联或并联使用。两个同相套管 电流互感器并联或串联是指一次串联仅在二次并联或串联。两个同相套管电流互感 器的串联此种接线是为了满足保护装置需要的容量两个电

46、流互感器串后就保护回 路而言，电流互感器变流比未变但容量增加一倍。每单个电流互感器的变流比未 变但二次回路的电流增加了一倍因此容量也增加了一倍就测量回路而言，电流互 感器的变流比减少了一倍。这种接线在电流互感器变流比大，一次负荷电流小时为 了较准确的测量负荷电流时采用。LR(变流比 501505)型套管式电流互感器铭牌 上标注的 AB 头变流比 505，AC 头变流比 755AD 头变流比 1005 均指 的是两个同相套管电流互感器并联后相对于二次负载的变流比。如果将两个同相套 管电流互感器串联或单独使用那么以上抽头下的互感器的变流比均将会增大一倍。 4.7.4.3 互感器二次互感器二次线线圈

47、的圈的闲闲置抽置抽头头不能短接不能短接 这种互感器是利用环形铁芯和绕在它上面的二次线圈构成的它直接套在断路器 的电容套管上。为了得到多个变流比以供用户选用在二次线圈上有数个抽头。因此 在使用套管式电流互感器时对具有多个抽头的二次绕组除了一组接电流表等以 外绝不能再将余下抽头短接。这里需要指出：一台有两组或三组及三组以上二次绕 组的电流感器与一台有多个抽头的二次绕组的套管式电流互感器结构上有着一定的 差别。前者每组二次绕组均绕在各自的铁芯上，虽然共用一次绕组但各自都有独立 的磁路互不影响。如果某组二次绕组闲置必须短接否则该二次绕组会感应出很高 的尖顶波电势危及人员安全，同时，该铁心磁通剧增，会严

48、重发热，损坏该二次绕组。 4.8 电电子式互感器子式互感器 4.8.1 概述概述 HGIS 专用电子式电流互感器采用基于罗氏线圈原理的电流互感器（如图 11），罗 氏线圈是一种空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的交流电 流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变比成 比例的交流电压信号，通过对输出电压信号的积分可以还原出母线电流信号，将输出 信号传送至二次侧进行测量和保护使用，电子式电流互感器满足 IEC 60044-8 标准。 HGIS 专用电子式电压互感器采用电容分压原理，采样母线电压至二次设备,用于测量 和保护。电子式电压互感器满足 IEC

49、60044-7 标准。 图 11 HGIS 专用电子式互感器 罗氏线圈电流互感器测量系统具有无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特 性好等优点，有利于新型保护原理的实现及提高保护性能，电流保护用互感器准确度 达到 5TPE，测量用电流互感器准确度可同时满足 0. 1 级和 0. 2S 级。电容分压器具有 很大的动态测量和线性测量区间，无铁心，无铁磁谐振现象，无绝缘油变质或易燃易 爆问题，电压互感器测量准确度可达到 0. 2 级，同时实现保护测量功能。采集器和合 并器通过光纤相连，数字信号通过光纤传输，增强了抗 EMI 性能，数据可靠性大大提 高。 4.8.2 电电子式子式电电流互感器流互感器

50、试验试验 4.8.2.1 试验试验条件条件 环境条件 考虑到仪表的精度要求，除温度专项试验外，其他试验项目均在： 205、无凝露、无明显电磁干扰（满足GB/T17626-1999）的试验室环境下进行。 （温度专项试验范围参照 5.1.1 执行。 ） 标准仪器 所用标准仪器准确度应高于待测产品 2 个等级以上。 4.8.2.2 试验试验方法方法 除以下规定的方法以外，其他未作规定的试验均按 GB/T20840.8-2007 及 GB1208-1997 的相关对应执行。 试验内容：计量准确度等级。 A 针对数字输出，采用双路同步 A/D 校验法,电流互感器校验系统如图 12： 图 12 同步 A/

51、D 校验法电路布局 采样精度：16 位 比差计算：e%=(Kra* UsUp) / Up *100% 相差计算：p-s （） s：二次输出电压均方根值（由 n 个整周期 Usx 的 A/D 值计算得出） Kra：额定变比 Up=Kra*Uso：一次电流均方根值（由 n 个整周期 Uso 的 A/D 值计算得出） s: 二次即时相位角 p：一次即时相位角 实验记录按 IEC60044-8 之规定取 5%、20%、100%、120%量程点记录角差和相 差。 B 模拟电压或电流输出 对模拟量输出应采用GB1208-1997对定的实验方法。实验记录按 IEC60044-8 之规定取 5%、20%、10

52、0%、120%量程点记录角差和相差。 4.8.2.3 一次一次辅辅助助电电源的使用源的使用 ECT 误差试验中，待测 ECT 作为一次电流源（升流器）的唯一负载，不宜使用小 CT 作一次辅助电源，应改用外接电源 610Vdc/0.1VA。 4.8.2.4 误误差差测测定（保定（保护护），），5P/20/20KA 试验内容：测取保护输出在额定电流下的比差和角差及在额定准确一次限值电流下的 复合误差。 实验方法：对电流和电压输出均在额定一次电流下，直接测量测取比差和相差（电压 表，电流表，记录示波器等）。在准确一次限值电流下直接记录复合误差值。 两种输出可一次纪录。 要求：以上试验均在额定负载下进

53、行，电流输出的负载功率因数为 1，施加最大限值一 次电流时，加电时间不超过短时电流的规定，即 Ip2t Ith2 其余按 IEC60044-8。 4.8.2.5 EMC 电电磁兼容磁兼容试验试验内容内容 振荡波抗扰度试验参数 电源回路注入。 共模：2.5kv；1Mhz；2 秒；正、负极性。 差模：1kv；1Mhz；2 秒；正、负极性。 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 信号线耦合：1kv；5khz；1 分钟；正、负极性。 电源回路注入：2kv；5khz；1 分钟；正、负极性。 浪涌（冲击）抗扰度试验 电源回路注入。 共模：2kv；正、负极各 5 次。 差模：1kv；正、负极各 5 次。 静电放电抗扰

54、度试验（2 级） 放电输出电压：8kv。 连续时间：不小于 1 秒。 施加次数：10 次以上。 电压跌落抗扰度试验（） 交流电压跌幅：40% 持续时间：50 周期 工频磁场抗扰度试验（5 级） 稳态：100A/m。 短时：1000A/m；1-3 秒。 射频无线电干扰试验 试验方法、步骤参照 GB/T20840.8-2007、IEC61000-4 。 4.8.2.6 机械机械强强度度试验试验，按，按 GB/T20840.8-2007 的有关的有关规规定定进进行。行。 4.8.2.7 出厂例行出厂例行试验试验 检验项目 端子、标志、线圈极性检查 一次端子工频耐压试验 低压器件耐压试验 准确度试验（

55、含计量和保护） 光纤数字传输可靠性试验 电子器件耐高低温（-40- +85）试验 以上所列项目逐台检验，经判定互感器合格并发有合格证明文件后方能出厂。 判定规则 只有在所规定的出厂检验项目全部合格后，才能判定为合格品。合格品应附有合 格证才能出厂。 抽样检验 每批次（不大于百台）产品中任抽三台作局放、热稳定、极限电源条件试验。只有在 所有被检产品均符合所有检验项目后该批试验通过，否则该批次全部重检。 4.8.3 电电子式子式电压电压互感器互感器试验试验 4.8.3.1 型式型式试验试验 a) 精度试验：（依照 IEC60044-7 误差实验方法） b) 额定雷电冲击试验，截断雷电冲击试验。 按

56、 IEC60044-7 互感器电子式电压互感器.1.4 进行试验。 c) 操作冲击试验。 d) 异常条件耐受试验。 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.4） e) 传输过电压试验。 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.6） f)电磁兼容试验：发射干扰试验 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.7.1） g) 电磁兼容试验 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.7.2） h) 低压器件冲击耐压试验。 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.8）

57、4.8.3.2 例行例行试验试验 A) 一次电压端子的工频耐压试验（依照：GB/T16927.1） B) 局部放电测试 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 9.2.4） C) 低压器件工频耐压试验 （依照 GB/T20840.72007 互感器电子式电压互感器 8.8） D) 误差试验（依照：8.0 误差实验方法） E) 介质损耗因数测量 介质损耗因数(tan)应在互感器的一次电压下测试。其值3 m U 0.005 。 F) 标志、标牌检验 4.8.3.3 试验试验方法方法 依照 IEC60044-7 互感器电子式电压互感器相关内容。本节仅补充说明精度试 验的方法。

58、 试验试验条件条件 .温度：除温度循环试验外，其他试验在正常室温下进行，即：1030 温度单项试验按 4.1.1 执行。 . 标准仪器 标准互感器：精度：0.05% , 3/100V 分压器：分压比为.0. 标准采集器 同步数据接收器 微机数字信号 校验仪 图 13 电子式电压互感器校验系统 分分压压器及采集器的校准器及采集器的校准 .对分压器的检验 用恒压源给分压器加 0-的直流信号。利用 6位 HP-XXX 数字电3100V 2 1 压表分别读取信号值和分压值，求的分压比。 （允许标定固定偏差） .对采集器的检验 如上图，给采集器输入端加 0-2.5VDC 的电压,同时利用 6位 HP-X

59、XX 数字电 2 1 压表监测输入电压值，用微机数字信号校验仪读取采集器采集数值。其结果应满 足线性对应关系： 输入电压采集数值 -2.5V-32768 00 +2.5V32768 .误差试验：（详见下文误差试验原理） 误误差差试验试验原理原理 用互感器与标准互感器比较的方法进行检验（按 IEC60044-7）。 微机数字信号校验仪实验原理如图 标准互感器输出的 0-标准信号经分压器分压成 供采集器采3100V3/25 . 1 V 集。 标准采集器接收到同步信号接收器发出的同步信号，进行对分压器送来的信号 进行采集，保证采集的同步性。采集完成后转换成光信号串行送出，完成一次采集。 电子式互感器

60、将与标准采集器同时接收到同步信号接收器发出的同步信号，同 时对电子式互感器的分压信号进行采集。采集完成后转换成光信号串行送出，完成一 次采集。 同步信号接收器将每个 208.3uS 定时发送有固定编码的同步采样信号。再由接收 器接收两路采集数据，通过 USB 收发器送给计算机（微机数字信号校验仪）。 微机数字信号校验仪每连续接收到个周波的数据，就对两路数据进行 FET 变 换，以求得两路数据的幅值、频率、相角，从而计算出测量信号与标准信号的比差和角 差。 4.8.3.4 精度精度试验试验 实验记录按 IEC60044-7 之规定，取 80%、100%、120%量程为测量电压互感器的 误差数据；