GIS结构原理及检修维护

GIS结构原理及检修维护

GIS(Gas—lnsulatedMetal-EnclosedSwitchgear)全称是金属封闭气体绝缘组合电器，就是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆终端等元件组合封闭在接地的金属壳体内，充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质所组成的成套开关设备。型号及含义：ZF□–145（L）/T3150-40

其中：Z–组合电器

F–封闭式

□–设计序号145–额定电压

L–六氟化硫

T–弹簧机构

3150–额定电流

40–额定短路开断电流

断路器电流互感器母线型三工位断路器机构二次控制柜快速接地开关单相电压互感器线路型三工位架空套管主要构成

110kV瓷柱式高压断路器外形图110kVGIS共箱式高压断路器外形图110kVHGIS罐式高压断路器外形图主要模块—断路器断路器是电力系统最重要的电气设备之一，是变电站的核心元件。SF6高压断路器按结构分为瓷柱式断路器和罐式断路器。

高压断路器的主要任务：要求在正常负荷条件下，有足够的接通和开断负荷电流的能力，并且要求在短路条件下，对短路电流有足够的开断能力。GIS断路器：用于开合系统空载、负载及故障电流，配弹簧机构并采用自能式灭弧原理。采用“热膨胀+助吹”的自能式灭弧原理。断路器外形结构:装于传动箱内的弹簧机构、弹簧机构输出杆、内装传动系统的拐臂箱、内装三相灭弧室的壳体、气压表、爆破片等。主要模块—断路器隔离开关主要用于保证检修工作的安全。在需要检修的部分和其他带电部分之间，用隔离开关构成足够大的绝缘距离（大于相对地的绝缘距离），提供明显的断点。

隔离开关没有灭弧装置，不能开断负荷电流和短路电流，只有当断路器断开电路的情况下，才能对隔离开关进行分合闸操作。

接地开关在高压设备和线路检修时将设备接地，保护人身安全。在电气设备进行检修时，对于停电设备或者停电设备可能产生感应电压的都要合上接地开关（或挂上接地线），这是为了防止检修人员在停电设备（或停电工作点）工作是突然来电，确保检修人员人身安全的可靠安全措施。110kVGIS三工位隔离接地开关三工位开关是将隔离开关和维护用接地开关集成在同一模块内，它可实现可实现导通、隔离、接地三种工况；三工位开关由操作机构直接驱动，通过开关内部的齿条和齿轮将绝缘轴的旋转运动转化为触头的轴向运动。

三工位开关可在机械上和电气上进行联锁，除电动操作外，还可以通过摇柄进行手动操作。

三工位开关主要模块—三工位隔离接地开关弹簧操作机构电动弹簧操作机构

快速接地开关配电动弹簧操作机构，电动机驱动弹簧储能，超过拐点时弹簧释放，使动触头快速关合；快速接地开关具有关合短路及开合感应电流的能力，是一种重要的保护装置，尤其适合用作线路侧的入口（进线侧）接地开关。主要模块—快速接地开关110kVGIS三工位快速接地开关主要模块—互感器互感器包括电流互感器和电压互感器两大类.电流互感器将一次侧大电流转换成二次侧小电流供测量和保护用；电压互感器将一次侧高电压转换为二次侧低电压供测量和保护用。互感器功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。电流互感器电压互感器主要模块—电流互感器GIS配用电流互感器，为三相封闭、穿心式结构，一次线圈为主回路导电杆，二次线圈缠绕在环形铁芯上。导电杆与二次线圈间有屏蔽筒，二次线圈的引出线通过环氧浇注的密封端子板引到外部。

注意：电流互感器二次侧绝不能开路。当通过一次电流时，如果二次绕组开路将会在二次端子间产生异常的高电压，高电压会烧毁电流互感器二次线圈、损坏设备绝缘、威胁运行人员的安全。因此，在一次电流流过时，二次回路绝不能开路。主要模块—电压互感器电压互感器电压互感器用于电力系统的电压测量和系统保护，采用三相共箱式。具有电压测量和过电压保护作用。注意：电压互感器运行时二次侧严禁短路，否则二次侧产生的巨大电流将导致电压互感器损坏甚至危及人身安全。主要模块—避雷器避雷器GIS避雷器采用三相共箱罐式结构，是保护GIS免受雷击及操作过电压损坏的重要保护电器。主要模块——母线三相共箱式封闭母线

SF6气体绝缘母线用于连接GIS各种模块和间隔，母线可连续通过额定电流及耐受动、热稳定电流。母线由外壳、固定在盆式绝缘子上的分支导体及三相导电杆组成。为了吸收热胀冷缩变形和装配误差，在母线连接合适位置安装波纹管。

主母线结构图通流能力达到4000A主要模块—终端元件SF6户外套管出线套管用于该组合电器与架空线或变压器的连接，它通过一个连接筒与三相主回路相连。

电缆终端筒当GIS采用电缆进出线时，电缆通过电缆密封终端与GIS本体连在一起。

小型化电缆罐电缆装配的选用一般建议选择小型化电缆罐。（L=470mm、参照IEC60859分配执行）电缆终端参照国标GB/T22381-2008常规侧出线电缆罐主要模块—汇控柜汇控柜

汇控柜是对GIS进行现场监视与控制的集中控制屏，也是GIS间隔内、外各元件以及GIS与主控室之间电气联络的中继枢纽。

GIS的汇控柜实现开关的就地操作，通过门板指示灯显示各开关的位置信息和各气室的气压状态，并汇集GIS各设备的相关信号，比如开关的遥控和位置信号，CT、PT电流电压信号及反应GIS运行状态的遥信信号。

GIS是由一次本体设备和二次汇控柜组成，汇控柜是GIS的“大脑”，是对GIS进行现场监视与控制的集中控制屏。GIS汇控柜操作说明1.检查整体GIS设备是否与电气主接线一致GIS汇控柜操作说明2.注意检查每间隔汇控柜的模拟线是否本间隔主接线保持一致GIS汇控柜操作说明3.检查汇控柜与本体部分是否正确完整连接，主要指：各个操作机构的航空插头的连接、气压表电缆连接、间隔之间的联锁电缆的连接、与主控室之间的电缆连接。GIS汇控柜操作说明4.送工作电源a.依次打开柜门

b.用万用表测量X1端子排，判断交直流电源是否送至柜内c.将空开依次闭合d.观察本体结构的位置状态是否与控制面板上的指示保持一致GIS汇控柜操作说明5.就地电动调试b.将解锁器旋至解锁位置a.分别将断路器选择开关、隔离/接地开关选择开关旋至就地位置c.依次对断路器、隔离开关、接地开关进行分合闸操作，并观察相应指示灯、本体各机构指示转换与合分闸操作是否一致GIS汇控柜操作说明5.就地电动调试d.将解锁器旋至联锁位置e.依次对断路器、隔离开关、接地开关进行分合闸操作，调试各个开关在联锁条件下的工作状态，并观察相应指示灯、本体各机构指示转换与合分闸操作是否一致GIS汇控柜操作说明6.远方电动调试a.分别将断路器选择开关、隔离/接地开关选择开关旋至远方位置b.分别按照图纸对将断路器、隔离开关、接地开关进行远动控制，观察设备动作、门板指示是否正确，并测量检测所有信号的正确性GIS汇控柜操作说明1、合闸弹簧储能：

将断路器储能电机的两根电源线拔出，用两根导线将电源线引到220V交流电源上，打开电源开关，电机运行进行储能，待弹簧储完能后，关掉电源。断路器电机电源线断路器手动操作说明2、合闸操作：

将手掌对准合闸线圈前端按钮，重拍一下，使得合闸导杆撞击合闸挚子，此时拐臂迅速向上运动，合闸操作完成。（注意：整个操作过程，手要远离拐臂以防被打伤）合闸线圈合闸导杆和合闸挚子断路器手动操作说明3、分闸操作：断路器已处于合闸位置，现要进行分闸操作，也是将手掌对准分闸线圈前端按钮，重拍一下，使得分闸导杆撞击分闸挚子，此时拐臂迅速向下运动，分闸操作完成。（注意：整个操作过程，手要远离拐臂以防被打伤）分闸线圈分闸导杆和分闸挚子断路器手动操作说明1、三工位接地操作：首先用十字螺丝刀卸下手动操作口的四个螺钉，然后将隔离操作手柄和导杆组合起来插入导向孔中，对准里面的六方轴，瞬时针拧扳手，当听到“嗒”的一声时，确认接地已合闸再停止拧扳手，接地分闸时，将扳手逆时针旋转，也是听到“嗒”的一声，说明分闸已到位。2、三工位隔离操作：与接地操作相同，隔离合闸时，也是顺时针拧扳手。接地操作隔离操作三工位机构手动操作说明1、首先用扳手卸下手动操作口的四个螺钉，露出手动操作口挡板。快速接地手动操作说明2、将挡板向上掀起，将快速接地操作手柄对准四方孔，然后顺时针旋转手柄，当弹簧经过死点即达到最大压缩量自动释放能量，带动拐臂快速动作，此时接地合闸已完成，分闸操作只需将扳手逆时针旋转。合闸操作分闸操作快速接地手动操作说明1、首先将表接头拧到气压表上并通过扳手拧紧，然后将气压表通过表接头拧到校表阀上。气压表和校表阀使用说明2、用充气管路将SF6气瓶和校表阀连接起来。气压表和校表阀使用说明3、充气前先按照说明方向旋拧校表阀的阀门开关将其打开，然后再逆时针旋拧气瓶开关进行SF6充气。首先用SF6气体冲洗充气管路，排出管路内的空气和水分，随后冲SF6至额定压力。气压表和校表阀使用说明注意：a.密度继电器充气最大压力值为0.9，充气时气瓶阀门不宜开过大，容易导致气瓶外侧水分凝结成霜。

b.充气时读取充气压力值，指针不稳定，读值不准确且容易偏大，因此需要先将气瓶阀门关闭再读取密度继电器压力值。气压表和校表阀使用说明aSF6气体压力指示是否正常；b分合指针、指示灯、验电器是否正确；c有无异常声音或气味产生；d接线端子有无过热变色；e瓷套有无开裂、破坏情况；f接地或支架是否有生锈或损伤；GIS日常维护的主要内容电气五防1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。）2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作。）3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、负荷开关闭合。）4、防止在带电时误合接地开关，（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关。）5、防止误入带电室。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室。）电气五防联锁条件线路停、送电时，必须按顺序拉、合隔离开关。

停电操作时，必须先拉断路器，后拉线路侧隔离开关，再拉母线侧隔离开关。

送电操作顺序与停电顺序相反。先合母线侧隔离开关，再合线路侧隔离开关，最后和断路器。这是因为发生误操作时，按上述顺序可缩小事故范围，避免人为使事故扩大到母线。现场安装GIS已在工厂装配好并通过出厂试验由于ZF-145三相共箱GIS重量轻，运输和安装极为方便，通常我们把一个完整的、在工厂制造和试验过的间隔和控制柜作为一个运输单元进行运输和现场安装，其突出优点：

现场安装时间短、调试简单方便；

整个间隔均在厂内经过例行绝缘试验和局放试验，到达现场的设备不会有绝缘受损的问题；

由于ZF-145三相共箱GIS间隔尺寸小、重量轻、对包装和运输道路几乎没有特别的要求