气体绝缘金属封闭开关设备（上）

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1、维普资讯http://www.cqvip.com专家讲堂疆高中压开关技术(5)气体绝缘金属封闭开关设备．(上)●西安高压电器研究所有限责任公司李建基气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)是将变电站内除变压器以外的一次元件诸如罐式的断路器、隔离／接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等集成为一体，封闭于充有一定关压力SF6气体的金属外壳之内而形成的组合电器。1GIS结构特点BB一双母线1．1GIS的优势CB～断路嚣GIS使用压缩的S气体，克服了常规敞开式开关设备的TA一电流互感器许多限制。它具有如下优势：(1)大大减小了开关设备的占地ES-接地开关面积．如对420kV变电站而

2、言，GIS与敞开式设备占地面积之TV一电压互感器比为1：8。(2)完全不受大气条件的影响，如工业区的污秽、沿图1双母线系统馈线间隔的单间隔接线图海区的盐雾及被污染的气候。(3)提供了高度的运行可靠性和人身安全。(4)容易安装在那些现场受限制的地方(如地面不之间间隙气体被电离而发展成相一相故障，同时相对地电弧熄牢固或地震活跃的地区)。(5)SF6气体的耐压强度比空气高得灭，这样壳体就不会被烧穿。同时罐体上基本无电磁感应电流多，而且它无嗅，不易燃。流过，也几乎没有因涡流引起能量的损失。1．2GIS的安装方式1一母线及组合式隔GIS有2种型式：户外型和户内型。这2种类型结构基本

3、离／接地开关相同，只是户外型需要附加防气候措施，以适应户外环境。这22一断路器种型式的GIS在世界已运行20多年，都取得令人满意的效果。3-电流互感器在日本，大多数GIS安装在户外，没有任何保护的建筑4-电压互感器物，并于1969年正式投运。日本是世界上使用GIS最多的国5一组合式隔离／接家。在英国。GEC和Reyrolle公司的GIS于1976年也用于户地开关外。但近年来，在英国出于技术经济等原因，有将GIS装于户6一快速接地开关内的倾向，以减少环境对它的影响。在我国，GlS户外、户内27一电缆终端单元种安装方式都有。图2145kV三相共筒式典型GIS剖面图户外GIS产

4、品，可为用户省去建造建筑物的大笔费用。(3)对同一参数而言(电压水平、导体大小、相间距离和1．3GIS的布置相一地距离)三相共筒式中电场强度比单相减小约30％．因而GIS按变电站的接线方式，可分为单母线双母线、单(双)不易发生故障。同时由于SF6气体密封面和结合面减少．仅为母线分段、桥形接线、l1／2断路器接线等。三相分相式的1／3。故大大减少了漏气概率。在GIS中，所有带电部分封闭在充气壳体内，壳体分成许(4)由于省去了断路器、隔离开关和接地开关的相间复杂多独立隔室。这样可使需维护或检修的隔室隔离，而其他隔室的连杆和连接件，这就简化了操动系统。仍处于气压状态之下。图l示

5、出双母线系统的单间隔接线图。三相共筒式壳体用于252kV以下电压等级，而更高电压图2和图3分别示出145kN以下及220～800kV2种不同GIS等级需用分相式结构。间隔的布置。1．5壳体材料14GIS的壳体GIS壳体用的材料有铝和钢2种。但是钢在单相壳体的使●栏GIS的壳体对整个GIS构成电气上的集成和接地，既有三用，被限制于较小电流系统，因为存在环流和涡流，使壳体内目编相共筒式也有单相式。三相共筒式壳体设计的优势如下：产生电损耗和热损耗。在高压力三相共筒式和单相式GIS中．辑＼(1)每个馈线需要的壳体数量少(1／3)。钢的主要缺点是不易成型，难以焊接成相同的均匀形状．

6、而用梁学(2)在三相共筒式结构中，相对地电弧在几ms内因导体铝铸壳对于给定气压和导体结构，能保证最佳场强分布。因造大众⋯咖维普资讯http://www.cqvip.com睁专家讲堂、此，新一代GIS外壳向轻型铝合金外壳方向发展。1．8固体绝缘支撑件固体绝缘件在GIS中对高压导体起物理支持作用。并对GIS起操作作用。它们有各种形状，诸如盘形、锥形和支持件。固体绝缘材料置于压缩的S介质中，会使S通道中的电场分布发生畸变。在GIS中用支撑件引起的严重问题如下：(1)支撑件因固体材料老化限制了系统的电压梯度(kV／m)。(2)支撑件影响GIS的短时特性(如绝缘强度)，这里有许多因

7、素。1一母线2一母线隔离开关2GiS基本组成元件3一维修接地4一快速接地开关GIS的基本元件包括断路器、隔离开关、接地开关、电压5一断路器和电流互感器、避雷器、套管(电缆终端)、母线及密度监视装6一电流互感器置等。7一隔离开关2．1断路器8一电压互感器断路器是GIS的中心元件，由灭弧室及操动机构组成。灭9一sF．／空气套管弧室封闭在充有一定压力的S气体壳体内。断路器按灭弧图322O一800kV超高压单相式GlS间隔剖面图原理可分为：压气式、热膨胀式和混合式。所配操动机构有液1．6SF气体压力．压、气动、弹簧及液压弹簧机构。从S