SF6气体绝缘全封闭组合电器(20100905)

1、SF6GISGISGISGISGISGISSF6第一章 SF6全封闭组合电器的设计n名称的由来：nGas Insulated Switchgear 即GISn气体 绝缘 开关设备 ngas-insulated metal-enclosed switchgear n气体绝缘 金属封闭 开关设备 n它是由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管等七种电器元件组合而成。nGIS设备的电场结构是用同轴圆柱体间隙，故为稍不均匀电场。 第一节GIS 与常规开关设备相比的主要优点:1.小型化小型化。因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化

2、。2.可靠性高可靠性高。由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，大大提高了可靠性，受外界环境影响小。此外具有优良的抗地震性能。3.安全性好安全性好。带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。4.杜绝对外部的不利影响。杜绝对外部的不利影响。因带电部分以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，噪音小，抗无线电干扰能力强。5.安装周期短。安装周期短。由于实现小型化，可在工厂内进行整机装配和试验合格后，以单元或间隔的形式运达现场，因此可缩短现场安装工期，又能提高可靠性。6.维护方便，检修周期长维护方便，检修周期长。因其结构布局合理，灭弧系统先进，大大提高了产

3、品的使用寿命，因此检修周期长，维修工作量小，而且由于小型化，离地面低，因此日常维护方便。 第二节第二节 电网对高压电器设备的要求电网对高压电器设备的要求 1.1. 有可靠的耐受电压的能力有可靠的耐受电压的能力2.2. 有可靠的耐受电流的能力有可靠的耐受电流的能力 3.3. 有可靠的短路保护功能有可靠的短路保护功能4.4. 具有良好的操作特性具有良好的操作特性5.5. 对自然环境良好的适应性对自然环境良好的适应性1 1、有可靠的耐受电压的能力、有可靠的耐受电压的能力 某一额定电压的电器，其内、外绝缘某一额定电压的电器，其内、外绝缘部位应能长期承受相应的最大工作的电压。还部位应能长期承受相应的最大

4、工作的电压。还应能承受相应的大气过电压应能承受相应的大气过电压( (全波和截波冲击试全波和截波冲击试验电压验电压) )和内过电压和内过电压( (工频试验电压、操作波试工频试验电压、操作波试验电压验电压) )的作用，各绝缘部位不应损坏。的作用，各绝缘部位不应损坏。2 2、有可靠的耐受电流的能力、有可靠的耐受电流的能力 当短路电流通过时，能承受短路电流当短路电流通过时，能承受短路电流电动力的作用，无机械损坏和触头熔焊现象；电动力的作用，无机械损坏和触头熔焊现象；而且短路电流在规定的时间而且短路电流在规定的时间(1-4s)(1-4s)内使导电部内使导电部位各部分产生的温升不超过国家标准的规定，位各部

5、分产生的温升不超过国家标准的规定，触头也无熔焊和损坏。触头也无熔焊和损坏。 3 3、有可靠的短路保护功能、有可靠的短路保护功能 当线路发生短路故障时，电流互感器当线路发生短路故障时，电流互感器应能准确迅速地向断路器发出分闸信号应能准确迅速地向断路器发出分闸信号( (通过继通过继电保护传递电保护传递) )，断路器应能可靠地开断短路故障，断路器应能可靠地开断短路故障电流。当断路器关合已存在绝缘故障的线路时，电流。当断路器关合已存在绝缘故障的线路时，触头间在快要接通时因高压预击穿而流过很大触头间在快要接通时因高压预击穿而流过很大的短路电流，开关应有足够的关合能力，以抗的短路电流，开关应有足够的关合能

6、力，以抗衡短路电动力的阻力，保证开关触头可靠地合衡短路电动力的阻力，保证开关触头可靠地合到底，而不发生触头熔焊现象。到底，而不发生触头熔焊现象。4 4、具有良好的操作特性、具有良好的操作特性 在切合空载输电线路、空载变在切合空载输电线路、空载变压器、电容器组、并联电抗器及高压电压器、电容器组、并联电抗器及高压电动机时，不应产生危及电网设备安全的动机时，不应产生危及电网设备安全的过电压。为适应频繁操作的需要，断路过电压。为适应频繁操作的需要，断路器应具有较高的机械寿命器应具有较高的机械寿命( (如如60006000次以上次以上) )和电寿命和电寿命( (如如2020次以上次以上) )。5 5、对

7、自然环境良好的适应性、对自然环境良好的适应性 海拔高度海拔高度影响产品外绝缘和散热影响产品外绝缘和散热 环境温度环境温度高温使产品加速老化，低温高温使产品加速老化，低温使产品开断性能下降，易漏油、漏气使产品开断性能下降，易漏油、漏气 湿度湿度使产品绝缘下降，易受腐蚀使产品绝缘下降，易受腐蚀 风速风速对产品有破坏作用对产品有破坏作用 地震地震对产品有破坏作用对产品有破坏作用 污秽污秽使产品绝缘下降，易受腐蚀使产品绝缘下降，易受腐蚀西开GIS成品结构介绍7西开GIS操作元件图例和符号n GIS设备的所有带电部分都被金属外壳所包围，它是用铝合金、不锈钢、无磁铸钢等材料做成。外壳用铜母线接地，内部充有

8、一定压力的SF6气体。n母线多由铝合金管制成，母线两端插入到触头座里。母线可以做成三相共筒的，也可以做成单相的。前者多半用于110kV以下的GIS设备，后者多用于220kV以上的GIS设备。母线的表面要求光洁度高没有毛刺和凸凹不平之处，它由环氧树脂浇铸的盆形绝缘子或母线绝缘子支撑着。n为隔离开关，切断主电路之用。n为带有手动或电动操作机构的接地隔离开关，可装于断口的一侧或两侧。n为快速接地隔离开关，它具有闭合短路电流的能力。当母线筒里的导体对外壳短路时，要迅速将此短路引起的电弧熄灭掉，否则将引起GIS外壳发生爆炸，为此，可用快速接地隔离开关迅速直接接地，使得断路器的保护装置迅速动作，切断故障电

9、流使其电弧熄火。n为断路器，断路器在开断时产生电弧，断路器内的SF6气体能很快的熄弧。与此同时也分解一些低氟化物，对人体健康有害，但它为断路器里的吸附剂所吸收。吸附剂放在断路器的过滤器里。n为测量主回路电流的电流互感器，铁芯做成环型，二次绕组绕在环型铁芯上。用环氧树脂浇铸在起作为GIS设备外壳的一部分，其次绕组就是母线管。n仍为隔离开关。n为测量主电路电压值的电压互感器。nSF6/空气的绝缘瓷套管瓷套管里充以SF6气体，内部用盆形绝缘子分隔成两部分与导体相连的是高压SF6气体，另一侧则是低压SF6气体。n为环氧树脂盆型绝缘子。它有两个作用，一个是支持导电元件，另一个则是将GIS设备内部分隔成若

10、干个气室，互不相通。万一发生故障可以抽出故障气室里的SF6气体，解体维修，而不影响其他气室的正常运行。因此盆型绝缘子可以做成全密封式和有孔洞的两种，后者只能支持导电体而不能隔开SP6气体以三相气隔绝以三相气隔绝缘子为例，介缘子为例，介绍其结构绍其结构v外圈金属，中间外圈金属，中间环氧树脂：环氧树脂：1 1、避免了绝缘子、避免了绝缘子遭破损的隐患遭破损的隐患2 2、绝缘子的金属、绝缘子的金属外圈与其他设备的外圈与其他设备的外壳一起连接可形外壳一起连接可形成一个全封闭的全成一个全封闭的全金属壳体金属壳体绝缘子外圈金属环绝缘子外圈金属环气体隔离绝缘子气体隔离绝缘子插接式触子插接式触子O型圈型圈气隔绝

11、缘子 支撑绝缘子n此外，在GIS设备的每个气室里，都装有测量压力的压力表，测量气室是否漏气的密度计，防止气体压力过高的防爆膜、以及进行充气和排气的气嘴。GIS设备可以安装在钢支架上面，也可以直接装在地面。在GIS设备的附近装有控制柜，可以就地操作，也可以在控制室里操作。 GIS的伸缩节头和气室及其测量仪表的配置原则 n 一、伸缩节的配置原则 GIS设备是由断路器、隔离开关、互感器和母线互相连接起来的。这些元件的材料不同，膨胀系数不一样，当温度变化时若各个元件不能自由伸长和缩短，由于温度应力的原因势必损坏元件。为此在GIS设备的母线管要配置伸缩节头，其配量原则如下： (1)土建结构有伸缩缝的地方

12、； (2)会产生震动的地方，如GIS设备与主变压器相连接的地方；(3)母线过长的地方。(4)此外，伸缩节头还能补偿GIS设备加工而造成的误差，因为GIS设备的各个元件那是刚性结构，加工时有一些误差的、就安装不上。(5)伸缩节一般是用厚度为1mm以下的铝合金薄板做成的，若干片铝带组合在起成为一个伸缩节头；温度变化时，节头可以伸长和缩短，弥补了因温度的变化而产生的温度应力而破坏元件。n二、GIS设备气室的布置原则 GIS设备气室的分布如图226所示。 GIS设备应根据各个元件不同的作用，分成若干个气室，其原则如下n(1)因SF6气体的压力不同，要分成若干个气室。断路器在开断电流时要求电弧迅速熄灭，

13、因此要求SF6气体的压力要高，而如隔离开关切断的仅是电容电流，所以母线管里的压力要低点。n(2)因绝缘介质不同要分成若干个气室。如GIS设备必须与架空线、电缆、主变压器相连接，而不同的元件所用的绝缘介质小同，例如电缆终端的电缆头要用电缆油，与GIS母线连接的要用SF6气体，故此要把电缆油和SF6气体分隔开来，所以要分成多个气室，变压器套管也是如此。 n(3)GIS设备检修时，要分成若干个气室。由于所有的元件都要与母线连接起来母线管里充以SF6气体。但当某元件发生故障时，要将该元件的SF6气体抽出来才能进行检修。若母线管里不分成若干个气室，一旦某一元件故障，连接在母线管里的所有元件都要停电，扩大

14、了故障范围。因此必须将母线管中不同性能的元件分成若干个气室当某一元件故障时，只停下故障元件，并将其气室的SF6气体抽出来。非故障元件仍能正常运行 n四、GIS设备气室的测量仪表配置n监视SF6气体是否泄漏，一些厂家用压力表,另一些厂家则用密度计。因为压力表受到环境温度影响，而密度计装有温度补偿装置，一般不受环境的影响。n当SF6气体压力增高，超出正常压力，要配置防爆装置，当SF6气体压力过高，防爆膜被冲破，使气室里压力下降。 GIS设备的外壳保护 n一、GIS设备故障时气室的压力和外壳烧穿时间的计算n1.气室压力及对外壳电弧放电的影响nGIS设备的外壳用铝台金或钢材制成。当母线管或元件内部故降

15、时，电弧使SF6气体的压力升高，若没有防爆装置，则可造成外壳爆炸。n当内部发生故障引起对外壳的电弧放电，而不能及时切断故障点，电弧能将外壳烧穿，造成故障进一步扩大。 n2电弧烧穿外壳的时间n GIS设备外壳被电弧烧穿的时间与外壳的材料、厚度和故障电流的大小有关。般都是从做烧穿试验的方法得到的。其结果为：烧穿时间与故障电流成反比，而与外壳的厚度成正比。n二、外壳保护方法的选择n G1S设备外壳的保护有两种方法，一种用防爆装置，另一种用快速接地隔离开关。n(1) 电弧电压对气室压力升高有很大的影响。n(2) 防爆膜的破坏值是正常压力的四倍，在小气室可以达到这个压力，而大气室达不到。n所以一般小气室

16、用防暴装置，而大气室用快速接地隔离开关为了不致使故障扩大，在变电站的进线线路上安装快速接地隔离开关。使开关直接接地，通过保护装置切断电源。n一、GIS外壳感应电压的产生nGIS设备的母线和外壳是一对同轴的两个电圾，构成稍不均匀电场。当电流通过母线时在外壳感应电压，使外壳产生涡流而发热，使GIS没备容量减少。当运行人员接触时会触电危及人身安全。n为了使GIS设备不降低输送容量，又不危及人身安全，因此要使GIS没备外壳的感应电压在安全规定的范围之内，外壳也不发热。n另外，GIS设备的支架、管道电缆外皮与外壳连接之后，也有感应电压，也有环流产生。由于外壳与上述零件接触不良的地方，还会产生火花，使管道

17、、电缆外皮产生腐浊。 n二、解决方法n1、第一种方法，在GIS设备外壳用全链多点接地方法，它的优点是GIS外壳的感应电压为零但会引起环流金属外壳仍然发热，输送容量还要下降；n2、第二种方法是将GIS外壳分段绝缘每一段只有一个接地点，这样GIS外壳不产生环流，但有感应电压。n两者比较我们不希望有环流、外壳的感应电压在安全范围之内。所以选用第二种方法。 n三、接触分段绝缘的GIS外壳时感应电压对人体的影响n1、当运行人员接触到分段绝缘的GIS外壳之后，有电流通过人体。但对人体的伤害程度取决于通过人体电流的大小，也取决于人体电阻的大小，人体的电阻主要是皮肤的电阻，其他组织的电阻很小，故此，皮肢在不同

18、状态之下的电阻就代表了人体的电阻。人体电阻在干燥时比较大，潮湿或浸入水中时比较小，所以在潮湿或浸入水中时更容易触电n2、按照电力安全规程，通过人体的电流不能超过1mAn3、已知人体的电阻后，外壳允许的感应电压就可以算出来。GIS在设计时已经考虑人体与GIS外壳不同接触方式下的感应电压，满足确保人身安全的要求。n4、当单手接触母线管时，感应电压还与工作人员所站地方的土壤电阻率有关，土壤电阻率低的地方，母线管的分段绝缘长度要短，反之则长。n第一节第一节 母线及外壳母线及外壳n主母线及分支母线.n主母线及分支母线均采用分相式结构。母线导体连接采用表带触指，梅花触头。插入式触头很好吸收各种误差及热胀冷

19、缩变化。n壳体材料采用铝筒及铸铝壳体低能耗材料，可避免磁滞和涡流循环引起的发热。 第二节第二节 断断 路路 器器定义定义能开断、关合、承载运行线路正常电流，也能能开断、关合、承载运行线路正常电流，也能在规定时间内承载、关合开断规定的异常电流（如短路在规定时间内承载、关合开断规定的异常电流（如短路电流）的开关，称断路器。电流）的开关，称断路器。 功能功能 利用利用CBCB的操作功能改变电网运行方式、给的操作功能改变电网运行方式、给某条线路送电或停电；利用某条线路送电或停电；利用CBCB的快速切除故障电流的的快速切除故障电流的功能来保护电网中的发电机、变压器等电器设备免遭短功能来保护电网中的发电机

20、、变压器等电器设备免遭短路电流的损害。路电流的损害。一、断路器总体结构n1、断路器的布置方式有两种，种是立式的，一种是卧式的，根据CIS的电压而定。一般在220kV以下的用立式断路器，220kV以上的用卧式断路器。由于电压超过220kv的断路器其高度增加、为了减低GIS设备的厂房高度，多用卧式断路器。两种布置虽然不同，但断路器的结构是一样的。 卧式双断口, 采用垂直出线 采用单压式灭弧原理, 以SF6作为灭弧介质 采AHMA8型液压操动机构，可靠性高 基本元件介绍基本元件介绍n2、我厂GIS共有断路器9组（27相），为断路器双断口，水平布置，电流互感器外置，垂直布置于断路器上方，减小占地面积；

21、三、断路器内部结构 绝缘拉杆电容电容合闸电阻上部灭弧单元下部灭弧单元支撑绝缘筒拉杆拐臂压气活塞绝缘筒装配静弧触头动弧触头喷口压气缸n在电力系统中，存在着种类繁多，特性各异的操作过电压，断路器操作是大部分操作过电压的起因。在超高压电网中，随着断路器灭弧能力的提高和避雷器的装设，合空载线路引起的过电压成为主要的操作过电压。特别是长距离的超高压输电线路的空载线路合闸，过电压更加严重。在电力系统中，线路合闸是常见的操作。n为了限制“合空线过电压”，在长距离的超高压输电线路中，在断路器断口装设并联电阻作为限制合空线过电压的主要措施。这种为限制合空线过电压而并联的电阻称作合闸电阻，电阻值约几 百欧。n在断

22、路器合闸过程中，合闸电阻开关Kf先合上，把合闸电阻接入系统中，过了约10ms 左右，断路器主断口Kz再合上，再过约几十毫秒，合闸电阻开关断开，把合闸退出系统。这样就完成了一次合闸的全部操作。n带合闸电阻的断路器检修时应测量合闸电阻的投入时间，即 Kf闭合时间t1和Kz闭合时间t2，及两者的时间差tt2- t1。但由于目前国内绝大多数开关测试仪厂家生产的开关测试仪只能测量无并联电阻的断路器的合闸时间，而无法直接测量带并联电阻的断路器的合闸电阻的投入时间。所以对开关去作测试仪提出了更高的要求。n对于双断口高压开关，正常运行时或者同时去作时，每一个断口上承担1/2的额定电压。但是它的两个断口不可能作

23、到完全同时断开和合闸，当某一个断口合闸时，另一个未合闸的断口上将承受100%的额定电压，失去了双断口的作用。因此在断口上设计安装了两个电容值相等的并联电容，无论在断开状态还是合闸状态，以及合分过程中，两个断口上的电压基本上是按电容值进行分配的，即每个断口上承担1/2的额定电压。这样即避免了任一个断口承受高电压，也降低了断口的设计额定电压。四、断路器性能介绍2005年在KEMA 完成550KV、63KA的 T100S简化试验, 2007年5月29日，进行了直流分量衰减时间常数=120ms的T100a试验，试验参数高于标准要求，试验形态为整机试验。标准要求的瞬态恢复电压：小半波682kV；大半波5

24、52kV。实际试验瞬态恢复电压为：小半波及大半波的瞬态恢复电压均为740kV；直流分量为80%。注：KEMA(Keuring Van Elektrotechnische Materialen) 是荷兰电力试验所的英文缩写，是世界性电力试验认证机关 。 五、断路器的操作机构断路器操作机构采用原装进口ABB液压碟簧机构，具有高集成度模块式结构，采用蝶簧储能单元无任何外置油路和管路，具有高稳定的动作特性和高可靠的密封性能； GIS厂家资料HMB48_Animation_interlock_DECHS_030520.exe第三节第三节 隔隔 离离 开开 关关定义定义在分闸位置时，触头间有符合规在分闸位

25、置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合闸位置时，能承载正常线路条件下的电合闸位置时，能承载正常线路条件下的电流及在规定时间内异常条件流及在规定时间内异常条件(例如短路电例如短路电流流)下的电流的开关，叫隔离开关。下的电流的开关，叫隔离开关。DSDS隔离开关隔离开关 功能功能首要功能是隔离，通过断开的首要功能是隔离，通过断开的DS(并将两端或一般接地开关接地并将两端或一般接地开关接地)，使，使CB与与电源隔离、确保电源隔离、确保CB检修区处于安全的地电检修区处于安全的地电位。位。DS的第二个功能是操作，在改变电网主的第二个功能是操作，在改变

26、电网主接线方式时，先断开接线方式时，先断开CB，再操作，再操作DS，要求，要求这类这类DS具有切母线环流的功能；在电压互感具有切母线环流的功能；在电压互感器等元件需从电网上脱离检修时，通过要操器等元件需从电网上脱离检修时，通过要操作的作的DS具有可靠的切小电容电流的功能。具有可靠的切小电容电流的功能。 n一、概述nGIS设备的电场是稍不均匀电场，两极要做成同轴圆柱体。为此GIS隔离开关不能和常规式隔离开关样，做成刀闸式的，而要做成动、静触头部是圆柱体，能互相插入式的结构；n GIS隔离开关根据用途不向有三种型式。种是只切断主回路，使电的主回路有一断开点；第二种是接地隔离开关，将主回路通过这种隔

27、离开关直接接地，也就是直接接在母线管的外壳；第三种是快速接地隔离开关n前面两种隔离开关不能切断主电流，只能切断电容电流和电感电流。而快速接地隔离开关能合上接地短路电流。这是为了在GIS设备内部发生接地短路时，在母线管里会产生强烈的电弧，它可以在很短的时间里将外壳烧穿，或者发生母线管爆炸。为了能及时切断电弧电源，人为地使电路直接接地，通过继电保护装置将断路器跳闸，从而切断故障电流，保护设备不致损伤过大。n快速接地隔离开关通常都是安装在进线侧。n使用快速接地开关(HSGS)是熄灭潜供电弧的一种有效方法。采用HSGS后线路上维持潜供电弧存在的潜供电流和恢复电压都有很大程度的降低，确保了潜供电弧的自熄

28、。n潜供电流是在单相接地故障发生后，故障相两端断路器跳开，由故障相与健全相以及可能的相邻线路通过静电耦合和电磁耦合向故障点提供的电流。恢复电压是在潜供电弧熄灭后瞬间出现在弧道上的电压 nHSGS是熄灭潜供电弧的一种有效方法。其实质是将故障点的开放性电弧转化为开关内压缩性电弧，流经开关的电流仅数百A，易开断。它使故障点的潜供电流大大降低，从而使电弧容易熄灭。其主要作用是对潜供电流的降低和恢复电压的限制n(1)单相接地短路故障发生，产生一次电弧；n(2)故障相两端断路器跳闸，一次电弧熄灭，潜供电弧(二次电弧)产生；n(3)装设于故障相的HSGS接地，潜供电弧熄灭；n(4)HSGS打开；n(5)断路

29、器重合。二、我厂二、我厂GISGIS隔离开关隔离开关 1 1）开、合容性电流）开、合容性电流2A2A，感性电流，感性电流0.5A0.5A 2 2）开、合母线转移电流达）开、合母线转移电流达0.80.8倍的额定电流倍的额定电流 三、接地开关、快速接地开关三、接地开关、快速接地开关 1 1）开、合电感电流）开、合电感电流25kV25kV、200A200A； 2 2）开、合电容电流）开、合电容电流50kV50kV、50A50A ； 第四节第四节 电流互感器电流互感器定义定义用以传递电流信息供给测量仪器、仪表和保护用以传递电流信息供给测量仪器、仪表和保护或控制装置的电器，称为电流互感器。或控制装置的电

30、器，称为电流互感器。 功能功能通过它将高压大电流变换成低压小电流，进通过它将高压大电流变换成低压小电流，进行线路工作电流测量，并且当电网发生断路故障时由它行线路工作电流测量，并且当电网发生断路故障时由它向二次保护系统、向二次保护系统、CBCB发布分闸信号。发布分闸信号。第五节第五节 电压互感器电压互感器定义定义它是一种传递电压信息供给测量仪器、仪表和它是一种传递电压信息供给测量仪器、仪表和保护或控制装置的变压器。保护或控制装置的变压器。 功能功能通过它将电网高电压转换成低电压，供电网通过它将电网高电压转换成低电压，供电网测量电压与电网保护用。测量电压与电网保护用。第六节第六节 避雷器避雷器定义

31、定义它是一种过电压限制器。它是一种过电压限制器。 功能功能当电网因受雷击或操作而出现过电压时，避当电网因受雷击或操作而出现过电压时，避雷器两端子的电压不超过规定值，使电气设备免受过电雷器两端子的电压不超过规定值，使电气设备免受过电压损坏；过电压作用后，又能使系统恢复正常状况。压损坏；过电压作用后，又能使系统恢复正常状况。n第七节 GIS设备与外部的连接n1GIS与架空线的连接nGIS设备用SF6空气瓷套管与外部相连接，瓷套管的结构如图2-23所示n每一回馈线的出口，除了有SF6空气瓷套管之外还有避雷器、电抗器耦合式电容器等高压设备。这些设备都是以空气作为绝缘介质，处于不均匀电场下的常规设备。它

32、们与SF6/空气瓷套管的绝缘距离按常规设备考虑我厂GIS出线套管，原装进口日本NGK瓷套，对地爬电比距25mm/kV*充气套管出线端子n 2GIS设备与高压电缆连接n GIS设备用电缆终端与高压电缆相连接图2-24为GIS母线与高压电缆终端头相连接的示意图n3GIS设备与变压器的连接n GIS设备与主变压器之间的连接用SF6/油套管相连接，如图225所示。 我厂我厂GIS与变压器连接的油与变压器连接的油/气式套管气式套管第八节 GIS其它元件n一、伸缩节n1）母线每相距10米需要设置一个伸缩节；n2）与主变直联的油气套管处设置一个伸缩节；n3）分支母线在垂直、水平方向有变化时需设置伸缩节；n三

33、、压力释放装置n 采用国产防爆膜方式，仅在避雷器和电压互感器气室设置。n四、GIS室设置SF6气体密度监测装置。一、就地控制柜(LCP)n原则上每个GIS间隔配置1台控制柜。n就地控制柜可以设在GIS底座上与GIS一起运输供货，也可以分开独立设置，当就地控制柜安装在GIS底座架上，应考虑到GIS设备操作振动的影响。当GIS为户外布置时，应按户外条件来考虑柜体的设计结构工艺。n柜内应有专用接地母排，截面不小于100mm2。所有二次元件的位置应便于拆装、接线、观察及操作，并有表明其用途的永久性标识。 二、我厂二、我厂LCPLCP柜外观尺寸柜外观尺寸( (采用不锈钢材质采用不锈钢材质) ) 7224

34、10n三、二次电缆的要求nGIS的全部二次线电缆应可靠固定，并全部在专用管道或专用托架中敷设。二次线进出接线盒或柜体部位应可靠封闭并固定。用于所有设备与汇控柜之间的二次连接电缆，及用于电缆敷设和保护的固定电缆线槽应随设备一同供货。n交直流电力和控制电缆应选用阻燃型聚乙烯或交联聚乙烯电缆，并应满足lkV电压等级的绝缘要求。电缆芯线(铜芯)导体截面一般应不得小于2.5mm2（电流回路或电源电缆截面根据需要应提高截面尺寸）。4芯以上的多芯控制电缆应留有10一20的备用芯，但最少备用芯数不少于2芯。n二次走线应与GIS的接地线保持一定距离，要防止内部故障短路电流发生时在二次线上可能产生的分流现象。第四

35、章 GIS设备的试验nGIS设备有三种试验，分别决定产品是否能生产，是否能出厂，是否能投入运行等。n这三种试验分别叫做型式试验、出厂试验、现场试验。前两者都是在科研、制造部门做的，最后一项试验则是在安装现场做，检验设备安装完毕后，是否符合安装规范的要求，以决定能否投入运行。nDL/T728-2000 中华人民共和国电力行业标准气体绝缘金属封闭开关设备订货技术导则nDL/T 618 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程 n国家电网公司 气体绝缘金属封闭开关设备技术标准 一、型式试验简介一、型式试验简介n1、型式试验项目：、型式试验项目：na）绝缘试验、局部放电试验和辅助回路绝缘试验；）绝缘试

36、验、局部放电试验和辅助回路绝缘试验；nb）温升试验和主回路电阻测量；）温升试验和主回路电阻测量； nc）主回路和接地回路的短时和峰值耐受电流试验；）主回路和接地回路的短时和峰值耐受电流试验；nd）高压开关的开断能力和关合能力试验；）高压开关的开断能力和关合能力试验；ne）机械试验；）机械试验；nf）辅助回路和运动部分的防护等级验证；）辅助回路和运动部分的防护等级验证；ng）外壳强度试验；）外壳强度试验；nh）防雨试验；）防雨试验；ni）气体密封性试验；）气体密封性试验；n2、特殊的型式试验项目（按制造厂和用户协议进行）、特殊的型式试验项目（按制造厂和用户协议进行）nj）无线电干扰试验；）无线电

37、干扰试验；nk）内部故障电弧试验；）内部故障电弧试验；nl）极限温度下机械操作试验；）极限温度下机械操作试验；nm）噪音测量。）噪音测量。二、出厂试验项目二、出厂试验项目n应整体或按间隔进行出厂试验，试验项目如下：na）主回路绝缘试验；nb）辅助回路绝缘试验；nc）主回路电阻测量；nd）局部放电试验；ne）外壳压力试验；nf）气体密封性试验；ng）机械试验；nh）电气、气动和其他的辅助装置试验；ni）接线检查；nk）六氟化硫气体的水分含量测定。三、现场交接试验项目三、现场交接试验项目na)外观检查；nb)主回路电阻测量；nc)元件试验；nd)SF6气体的验收；ne)气体密封性试验；nf)SF6

38、气体湿度测量；ng)主回路绝缘试验；nh)局部放电测量；ni)辅助回路绝缘试验；nj)联锁试验；nk)气体密度装置及压力表校验1原理n GIS的高压耐压试验是用工频串联谐振装置进行的。其电路图如461所示。 n它是由调压器、高压变压器、可变电抗器组合而成。n 在试验回路里，无功功率全部由可变电抗器供给，试验变压器仅供有功损耗。因此试验变压器的容量大为减少。n 2 . 串联谐振耐压试验方法的优点n (1)当试品出现闪络或击穿时，谐振即被破坏故障点通过的放电电流很小，不会使使故障扩大。n (2)回路中某点放电或试品被击穿时其电位立即降低至零、问路不会产生过电压，同时可以自动或手动切除电源；因为试验

39、回路的电压要恢复，因其Q值较高，电压恢复的时间较长，接近Is.此时试验电源已被切断，电压恢复的可能性已很少很少了。n (3)串联谐振装置的输出电压波形极近正弦波，因为它仅对基波产生谐振，其他次的谐波阻抗较大。n 综合上述，串联谐振装置可以做到设备轻便、电源容量小、破坏性小、可以无级调压等，是目前GIS在现场进行高压试验较好的一种设备。 3.试验电压加压的方法n 在现场GIS设备进行工频耐压试验时，电压要逐步加压，首先用1/3的相间电压加压5min；再用相间电压加压3min；老练电压加压10min，合格后，电压加至额定试验电压1min。 n 4试验是否合格的标准n (1)只要在上述试验周期内，绝

40、缘不发生击穿，则认为试验合格n (2)在某一试验电压下发生闪络或被击穿，检查击穿的原因，没发现元件损坏，则重复耐压试验次，如不再发生绝缘击穿，则认为试验合格。n (3)当第二次试验时，再出现绝缘击穿，则认为试验不合格； n5工频耐压试验应注意的事项n由于GIS的电压互感器、避雷器与GIS其他元件的耐压试验标推不一样，因此在进行GIS工频耐压试验时要分开试验。n变压器和GIS设备的工频耐压标准不一样，在连接其套管时先不要连接上待GIS和变压器分别耐压试验合格之后再将软铜带接上去。n高压电缆的试验标准也和GIS设备不相同，也要分开试验。n在进行高压耐压试验时被试设备的外壳一定要接地以利于安全。 图

41、图1 现场调频串联谐振交流耐压试验接线原理现场调频串联谐振交流耐压试验接线原理n7.现场试验条件、方法及步骤试验条件、方法及步骤n7.1 试验项目：老练试验 、相对地绝缘耐压试验 n7.2 试验条件n7.2.1被试设备全部安装就位，其它交接试验项目全部合格。n7.2.2 GIS内充以合格的六氟化硫气体，气体密度保持在额定值，且静置24小时以上，微水测量合格。n7.2.3 GIS上所有电流互感器的二次绕组应短路并接地。n7.2.4 GIS耐压时，应对以下设备采取隔离措施，避免施加试验电压：n7.2.4.1高压电缆和架空线；n7.2.4.2电力变压器和并联电抗器；n7.2.4.3电磁式电压互感器；

42、n7.2.4.4避雷器。n7.2.5 GIS扩建部分耐压时，原有相邻设备应断电并接地。n7.2.7其他非被试设备必须良好接地。n7.2.7耐压前、后测量被试设备的绝缘电阻。 n7.3 试验方法nGIS耐压试验采用串联谐振方法，试验接线如图1。试验电压值为出厂的80%，即23080%=184kV，加压时间1min。n老练试验结合耐压试验一起进行，加压程序为：25%Uf试验电压下（47kV）老练试验2分钟 50%Uf试验电压下（92kV）老练试验10分钟 75%Uf试验电压下（138kV）老练试验1分钟 100%Uf试验电压下（184kV）耐压试验1分钟，加压程序如图2所示。图图2 GIS加压程序

43、示意图加压程序示意图n7.4 试验步骤n7.4.1 GIS设备的操作步骤n7.4.1.1 运行人员对所试验的区域进行停电操作，并作好安全措施n7.4.1.2 拆除GIS与电缆、变压器、电压互感器、避雷器的所有连接杆。n7.4.2 试验操作步骤n7.4.2.1 拉开试验控制屏内总电源开关。n7.4.2.2 测量三相绝缘电阻并记录。n7.4.2.3 按图1进行试验接线，加压线接到试验相，非试验相短路接地，并经检查无误。n7.4.2.4合上总电源开关。设置试验电压，加压时间，升压速度，限制电压等参数。n7.4.2.5按加压程序对GIS进行耐压试验。试验时间到后电压自动回零。n7.4.2.6断开主电源

44、开关，挂上保护接地线，该相试验完成。n7.4.2.7复测三相绝缘电阻并记录。n7.4.2.8改换接线，重复7.4.2.17.4.2.7试验步骤，完成其它相的试验。n7.4.2.9三相试验完成后，拆除所有试验接线，试验完毕。n7.5 质量控制点质量控制点n7.5.1电压波形应接近正弦，两个半波应完全一样，且峰值与有效值之比等于。n7.5.2严格控制试验电压值及加压时间，必须按照加压程序进行。 第五章 GIS的安装与维护n第一节 GIS的安装n一.安装前的准备工作n1.设备的存放、开箱检查n2.对土建的要求n关键：预埋件标高和间距满足要求、地网验收合格、具备防尘防雨条件n3.准备好施工机具、消耗性

45、材料、备品备件二.安装流程n三.安装注意事项n1.对安装环境的要求n空气湿度不能大于80%；户外安装时必须选择晴好天气，风速小于三级；室内安装保持室内清洁。n2.对工作服的要求n选用紧密型长纤维织物，不能有纽扣和口袋，不能毛边露在外面；长头发应该罩在工作帽内，必要时戴医用口罩；安装内部元件，清洗干净以后必须使用医用手套。n3.吊装设备的要求n吊装前确认起重设备的起重能力n4.防止杂物进入GISn清洁后的元件应该立即安装，外露部分必须用塑料布包裹。n5.O型密封圈的使用n型号不能混淆，分类存放，使用前要检查其外表不能有划伤。n6.SF6的充装及回收n不能直接由气瓶向气室充气，必须经过减压阀n7.

46、气室真空状态的注意事项n回路直流电阻的测试应在每个间隔拼装完成抽真空之前进行，当某一气室在抽真空或者真空状态时严禁用万用表、摇表或者直阻测量仪施加直流电压进行测量，这样会损坏绝缘件。n未充入SF6气体之前或者操作机构缓冲器没有油的情况下严禁进行操作，只能使用专用工具进行低速操作(慢分慢合)n8.螺栓的紧固n要适当的紧固力矩n四.安装中的试验项目n回路电阻测量n用1000兆欧表测量各单元的绝缘电阻(相间和相对地)n互感器、避雷器性能试验n断路器的分合闸时间、动作电压和不同期测量n断路器操作机构试验n开关操作回路及信号回路试验n断路器、隔离开关和接地开关联锁试验n微水测量n泄漏检测n密度继电器或压

47、力开关试验第六章 GIS的检修n一、检修分类n1.巡视检查，由运行人员进行，每日进行一次，对运行中的GIS进行外观检查，检查设备有无异常现象，设备不停电。n2.一般检修即小修，使GIS保持良好的工作性能，每23年进行一次，由电厂维修人员进行。n3.常规大修，对设备进行解体检修，必要时更换部分零件，每1015年一次，由专门的检修单位或者厂家检修人员进行。n4.临时检修，设备异常时，以及断路器达到规定的操作次数(开断小电流约400次或者开断额定电流约2000次，或者开断短路电流约20次)，DS空载分合5000次后，FES故障关合一次及空载分合7闸操作约3000次后，应该进行大修或者检修，由专门的检

48、修单位或者厂家检修人员进行。n二、检修项目n1.日常检查项目n断路器(CB)、隔离开关、接地开关快速接地开关分合闸位置信号指示是否正常；断路器本体外观无异常；n记录各断路器、隔离开关、接地开关快速接地开关、避雷器的动作计数器次数；n异常的声音和气味，记录现场氧量仪及SF6浓度仪的读数；n检查各气室压力是否正常，每周抄录一次n各类配管阀门有无漏气现象，位置是否正确n壳体、支架、接地装置等有无损伤、锈蚀；n外观上检查各盆式绝缘子、进出线套管有无损伤、裂纹、污秽现象；n汇控柜门是否正常关闭，柜内接线是否异常(发热变色、断线、掉线、掉端子)n2. 小修项目nA.本体nB.断路器nC.隔离开关、接地开关

49、、快速接地开关三、预防性试验序号项目周期要求说明1GIS内SF6气体湿度550kV:1次/年220kV:1次/2年运行中断路器气室300ppm其它气室500ppm2SF6气体泄漏检查大修后湿度检查后年漏气率1%3控制回路和辅助回路绝缘电阻故障种类原 因检查处理指南1.不能电动合闸1)电压低或无电源1)检查控制电源。2)电气控制系统故障2)检查线圈、压力开关及辅助开关,接线端子是否松动。3)其它3)检查是否可手动合闸。2.不能电气分闸1)电压低或无电源1)检查线圈控制电源2)电气控制系统故障2)检查线圈、压力开关及辅助开关,接线端子是否松动。3)其它3)检查是否可手动分闸。3. SF6气体压力低

50、1)漏气1) 补充SF6气体,并寻找漏气点。2)电气系统控制故障2) 检查密度控制器有无误动作。 第七章 断路器故障处理故障原因维修措施a. 操动机构不能自动贮能自动开关分闸合上自动开关没施加电压合上开关，施加电压电机故障更换电机碳刷磨损更换碳刷b. 电机运转但弹簧不能贮能高压放油阀打开合上高压放油阀油泵故障更换油泵油位太低重新加油滤油器阻塞更换滤油器c.不能运行未施加电压加上电压线圈故障更换线圈辅助开关不能传递指令重新调整辅助开关d. 机构锈蚀加热器自动开关分闸合上自动开关加热器没电压接通加热器供给电压加热板故障更换加热板机构箱密封不良检查机构箱密封条，如有必要予以更换e. 操动机构频繁打压

51、（平均每天打压次数超过20次；每月大于600次）高压放油阀关闭不良对机构多次进行手动分合闸操作后，机构贮能至额定压力，关闭电机控制开关，24h后碟片弹簧压缩量变化不得大于30mm，超过30mm表示有故障需进行处理，如不能排除故障需通知制造厂进行处理内部泄漏第九章 SF6气体的性质n第一节 SF6气体的基本特性SF6气体是世界上目前最优良的绝缘介质和火弧介质。它无色、无味、无嗅、无毒、不燃烧；在常温常压下，化学性能稳定；与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都要好的多。 空间结构为正八面体空间结构为正八面体nSF6SF6气体分子量较大，为气体分子量较大，为146146，是氮气的，是氮气的5 52

52、 2倍；倍；它的密度在它的密度在2020，气压在，气压在101325Pa101325Pa下是下是6 616kg16kgm m3 3，为空气的，为空气的5 51 1倍；同体积、同压倍；同体积、同压力的力的SF6SF6气体比空气重。气体比空气重。nSF6SF6气体在常温其至较高的温度下，一般不会气体在常温其至较高的温度下，一般不会发生化学反应，电器设备的最高允许温度在发生化学反应，电器设备的最高允许温度在150150时，时，SF6SF6气态稳定。气态稳定。nSF6SF6气体的热传导性较差，导热系数只是空气气体的热传导性较差，导热系数只是空气的的2/3 2/3 nSF6SF6气体是负电性的气体气体是

53、负电性的气体 第二节 气体的状态参数 一、概述 n当SF6气体的密度保持不变。 气体的温度增加，其压力升高。n当SF6气体的温度保持稳定：密度上升，压力随着上升；密度下降，压力也跟着下降。n当气体的压力保持不变，温度上升，气体的密度也下降。 第三节 SF6气体分解物的毒性和其他性质 n一、SF6气体本身是无毒的，但是由于它比空气重，所以会沉积在低洼地区，使人缺氧窒息 n二、在高温小电流电弧作用下，SF6会分解一些低氟化合物，这些分解物又和电极材料、水分、氧气等进一步反应组成有毒性的其他化合物。 n影响SF6分解过程中的主要因素1 电弧能量的影响2 电极材料的影响3 水分的影响n SF4十H20

54、SOF2十2HFn SOF2十H20SO2十2HFn SO2+H20H2SO3n SOF4十H20SO2F2十2HFn WF6十H20=WOF4十2HF WOF4+2H20=WO3十4HF4氧气的影响5设备中绝缘材料的影响 n三、电弧作用下SF6分解物的性质n电器设备开断时产生电弧，在其作用下，主要有下列分解物，其性质如下。n1 四氟化硫(SF4)的性质n(1)在常温下为无色气体有类似氧化硫的刺激味；n(2)有毒性：SF4对肺有侵害作用，影响呼吸系统；其毒性与光气并列。光气就是二氯化碳基(COCI2)n2氟化硫(S2F2)的性质n(1) 常温下无色有嗅味的气体。n(2)有毒性：为有毒的刺激性气体，对呼吸系统破坏作用较大。n3二氟化硫(SF2)的性质n(1)化学性能极不稳定受热后更加活泼，易水解，生成S、SQ和HFn(2)有毒性。n4十氟化硫(S2F10)的性质n(1) 常温常压下为无色易挥发的液体化学性能极其稳定；n(2) 有毒性：