高电压工程2(六氟化硫和气体绝缘电气设备)

1、专题专题 . 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备简介简介 1900年年SF6首次出现；首次出现；1960s开始作为绝缘和灭弧介质开始作为绝缘和灭弧介质使用；使用； SF6的电气强度约为空气的的电气强度约为空气的2.5 倍，灭弧能力高达空倍，灭弧能力高达空气的气的100倍以上，目前广泛应用于倍以上，目前广泛应用于220kV以上电气设备中，以上电气设备中，如如SF6断路器、气体绝缘变压器（断路器、气体绝缘变压器（GIT)、充气管道输电线、充气管道输电线(GIC)、封闭式气体绝缘组合电器、封闭式气体绝缘组合电器(GIS)等。等。GIS：Gas Insulated Switchgea

2、r(Substation)GIT：Gas Insulated TransformerGIC：Gas Insulated Cable一一. SF6的理化特性的理化特性1. 液化问题液化问题在在40 T80 ， P1MPamm，所以，所以pdUb5 .88kV 对对SF6气体，实验得出气体，实验得出K10.5，相应的击穿电压为：，相应的击穿电压为：kVpdUb38. 05 .884. 稍不均匀电场中的极性效应稍不均匀电场中的极性效应与极不均匀电场中的情况相反，此时负极性下的击穿与极不均匀电场中的情况相反，此时负极性下的击穿电压比正极性时低电压比正极性时低10左右。左右。因为在稍不均匀电场中不能形成

3、稳定的电晕放电，电因为在稍不均匀电场中不能形成稳定的电晕放电，电晕起始电压就是其击穿电压晕起始电压就是其击穿电压四四. 影响击穿场强的其他因素影响击穿场强的其他因素 除电场均匀程度外，主要有：除电场均匀程度外，主要有：2. 导电微粒导电微粒不利影响，在装配和维修时注意清洁不利影响，在装配和维修时注意清洁1. 电极表面缺陷电极表面缺陷表面越粗糙，击穿场强越低；电极表面表面越粗糙，击穿场强越低；电极表面积越大，击穿场强越低积越大，击穿场强越低 “面积效应面积效应”五五. 封闭式气体绝缘组合电器（封闭式气体绝缘组合电器（GIS） 1. 什么是什么是GIS，Gas Insulated Switchge

4、ar (Substation) GIS是把整个变电站除变是把整个变电站除变压器外的一次设备，包括压器外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地断路器、隔离开关、接地开关（刀闸）、互感器、开关（刀闸）、互感器、避雷器、母线、连线和出避雷器、母线、连线和出线终端等组合在一个充线终端等组合在一个充SF6气体的金属密闭室中气体的金属密闭室中而组成。而组成。典型的双母线典型的双母线GIS间隔：间隔：1母线及隔离开母线及隔离开关关/接地开关组合接地开关组合2断路器断路器3电流互感器电流互感器4电压互感器电压互感器5线路隔离开关线路隔离开关及接地开关及接地开关6安全接地开关安全接地开关7电缆接头电缆接头8控制

5、柜控制柜 2. 采用采用GIS组合电器的好处组合电器的好处 与敞开式相比，大大节省占地面积和空间体积，额与敞开式相比，大大节省占地面积和空间体积，额定电压越高，节省得越多；定电压越高，节省得越多； 运行安全可靠，运行安全可靠，GIS的金属外壳是接地的，既可防止的金属外壳是接地的，既可防止运行人员触及带电导体，又可使设备的运行不受污运行人员触及带电导体，又可使设备的运行不受污秽、雨雪、雾露等不利的环境条件的影响；秽、雨雪、雾露等不利的环境条件的影响； 现场安装工作量小，检修周期长现场安装工作量小，检修周期长 Sweden: 某某132/10kV 变电站，两路变电站，两路130kV母线，两台母线，

6、两台 30MVA变压器，变压器，20台台10kV开关柜开关柜 Conventional URBAN 3. GIS使用现状使用现状 GIS设备自设备自 1960s开始实用化开始实用化 , 在超高压、特高压领域变电在超高压、特高压领域变电站使用站使用 ,在我国在我国 , 110 50 0kV电力系统中电力系统中 ,GIS的应用已的应用已相当广泛。相当广泛。目前国外生产目前国外生产GIS的公司主要有：的公司主要有：ABB、ALSTOM、西门子、西门子、施奈德、三菱、东芝、日立等；我国有沈阳高压开关厂、施奈德、三菱、东芝、日立等；我国有沈阳高压开关厂、平顶山高压开关厂、北京开关厂、西安高压开关厂等通平

7、顶山高压开关厂、北京开关厂、西安高压开关厂等通过合作开发方式，如西开三菱，沈开日立过合作开发方式，如西开三菱，沈开日立 4. GIS的发展趋势的发展趋势 高电压、大容量高电压、大容量小型化、复合化小型化、复合化二次智能化二次智能化母线和隔离开关母线和隔离开关/接地接地开关组合开关组合1动触头动触头2隔离开关触头隔离开关触头3接地开关触头接地开关触头4绝缘子绝缘子5横向装配组件横向装配组件隔离开关主要用于电隔离开关主要用于电路无电流投入和切除路无电流投入和切除断路器和集成断路器和集成电流互感器电流互感器1灭弧室灭弧室2电流互感器电流互感器3绝缘子绝缘子4液压操动机构液压操动机构六六. 气体绝缘电缆（气体绝缘电缆（GIC）与充油电缆相比具有的优点：与充油电缆相比具有的优点：电容小；大约只有充油电缆的电容小；大约只有充油电缆的1/4，因此其充电电流小，因此其充电电流小， 临界传输距离长临界传输距离长损耗小；常规充油电缆因为介损大而难以用于高电压，而损耗小；常规充油电缆因为介损大而难以用于高电压，而 GIC的绝缘主要是的绝缘主要是SF6，其介损可以忽略不计，其介损可以忽略不计传输容量大；常规电缆芯截面一般不超过传输容量大；常规电缆芯截面一般不超过200mm2，而，而GIC 则无此限制，所以传输容量大，电压等级越高，则无此限制，所以传输容量大，电压等级越高， 这一