《GIS基础知识》课件

现代重工(中国)电气有限公司高压断路器生产部技术科技术培训资料

（GIS）《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第1页!1.1：什么叫GIS?利用SF6气体绝缘的封闭式组合电气。英文全称：GASINSULATEDSWITCHGEAR1.2什么叫AIS？利用空气作为绝缘介质的的组合电气。英文全称：AIRINSULATEDSWITCHGEAR1、定义GISAISH/V=GIS(TankType)M/V=C-GIS(CubicleType)

*实际：GCB+AirinsulatedSub-Module《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第2页!2、220kVGIS和AIS面积比Unit:m

222

70

60

14(60×222)÷14×70≈14(倍）AISGISGCB+AIS《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第3页!3、一次变电站PrimaryS/S

二次变电站SecondaryS/S电动机电网PowerLine变压器变压器发电厂PowerPlant涡轮发电机组锅炉

GIS

GIS塔

GIS12kV

GIS变压器

GIS用户Consumer变压器BOP控制设备塔M

T

245kVUpto40.5kVUpto25.8kVL/VGIS在电力系统中位置Upto800kV变压器《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第4页!5、电压等级的区分1、低压(L/V):1000V以下。2、中压(M/V):1KV-66KV以下3、高压(H/V):66KV以上(实用电压72.5KV以上)4、超高压(UHV):根据高压范围扩展至550KV以上*中国电压系统：1）1000kV—550kV—245kV—120kV2)800kV—330kV3)地铁：72.5kV《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第5页!7、GIS主要组成单元1.断路器装置（CB）2.电流互感器（CT)3.三工位开关(E/DS)4.电缆终端(C/H)5.电压互感器(PT/VT)6.母线(BUS)7.避雷器(LA)1426357《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第6页!7.2、GIS主要组成单元：DS(disconnectingSwitch)部件名称：隔离开关。英文简称：DS。主要功能：主要开断无负荷回路、短时开断异常（短路）条件下的电流。*短时间：约100ms以下需要→实际1S/3S。故障发生—CT感应—protectionRelay(综保)—开断指令CB动作—ARC消弧—开断结束DSDSES《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第7页!7.4、GIS主要组成单元：BUS部件名称：母线。英文简称：BUS。主要功能：传输电流（类似于电缆）。--代替高压电缆用母线壳体长距离送电时叫GIB或GIL.BUS《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第8页!7.6、GIS主要组成单元：CT(CurrentTransformer)部件名称：电流互感器。英文简称：CT。主要作用：将高电流转换为低电流（一般为1-5A）对设备进行测量和保护。分类：1）测量用CT

2）保护用CT《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第9页!7.8、GIS主要组成单元：LA(LighteningArrester)部件名称：避雷器。英文简称：LA。主要作用：将过电压限制在被保护设备的绝缘水平下，从而保护电力设备，有过电压时，迅速导通将电流释放到大地。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第10页!7.10、GIS主要组成单元：LCP柜(LocalControlPanel)部件名称：控制柜。英文简称：LCP柜。主要作用：运行及操作用的配电柜《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第11页!8.1、壳体（TANK）材料壳体属于压力容器材料:钢材，铝材，不锈钢。注意点：需确保耐压及气密的质量。-使用压力：H-试验压力：H×2-破裂压力：H×6《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第12页!镗加工3D检测附件焊接探伤打磨水压/气密试验打磨/清洗涂装喷丸烘干入防尘室内部结构及气密性喷丸后8小时内进行涂装作业运输过程中防止碰撞和冲击《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第13页!8.1.3、非破坏检查1)PT着色探伤对焊接及成型品使用的一般方法2)RTX-ray探伤通过X射线查看金属内部有无缺陷3)UT超声波探伤超声波发射后通过反射波发现缺陷4)MT磁粉探伤依据磁粉的分布情况（金属表面缺陷）《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第14页!材料入库下料车加工钻加工铣加工焊接打磨镀银入防尘室组装8.2.1、导体加工流程*导体在加工、保管、组装过程中表面不允许有任何损伤《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第15页!8.2.3、导体形状导电过程：通电-导电-移动电子移动电子:集中在导体表面(表皮效果）管状导体比长方形断面有利约30%。管状导体的优点：

-提高导电效果

-缓和集中电场(提高内电压值)

-

适合应用内压容器(圆形)*按电流容量选用铜导体（面积）参考：2.5sq10A4A/mm230sq100A3.0A/mm2400sq1000A2.5A/mm21500sq3000A2A/mm2注：sq=mm2符号去掉？《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第16页!当前长距离送电可选择的方式有架空线路、管道母线和干式电缆三种

架空线路外观影响城市整体形象采用架空形式，不便于管理。线损较大。容易出现老化，裂纹出现安全隐患会出现断线事故。干式电缆(1)运行可靠，由于安装在地下等隐蔽处，受外力破坏小，发生故障的机会较少，供电安全，不会给人身造成危害；

(2)维护工作量小，不需频繁的巡检；

(3)不需架设杆塔；

(4)有助于提高功率因数。故障难寻，难以维修《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第17页!8.2.5、导体表面处理*表面处理目的：

1)减少表面电阻-增大电流容量

2)抑制表面酸化皮膜及腐蚀*通电-由于电阻伴随放热:导体表面或接触部位根据规定要限制温度上升。种类目的使用镀银减少电阻（允许上升温度65℃）导体导电连接处镀锡减少电阻（允许上升温度55℃）导体导电连接处脱脂减少表面电阻及洗净机械加工品酸处理减少表面电阻及洗净加热处理工程两极酸处理加强室外用部品的耐抗性屏蔽罩类*表面处理的种类《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第18页!8.2.7、铸造导体酸处理的优点1)去除金属污垢、加工油及表面附着异物质。2)识别导体表面缺陷(气孔、凹坑等)。导体酸洗后表面有密集针孔磺酸脱脂《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第19页!8.2.9酸处理（Pickling）1、定义：金属表面酸化皮膜或水酸化物清洁化学的方法。新金属面出现→以后密着性提高（一般镀金用前处理）<例：钢铁盐酸处理反应>Fe3O4(黑锖)+8HCl→FeCl2+2FeCl3+4H2OFe2O3(赤锖)+6HCl→2FeCl3+3H2OFeO(黑锖)+2HCl→FeCl2+H2OFe(铁)+2HCl→FeCl2+H2*上记反应流程中重要内容1、可以知道铁材的生锈顺序（Scalelayer）2、表面情况上不均一结果可能性（smut）→酸处理之前，脱脂处理。3、反应中发生H2引起脆性（HydrogenBrittleness）*酸处理使用：HCL,HNO3,H2SO4,H3PO4（以上4种强酸）。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第20页!8.2.9、润滑剂1)使用目的:连接时减小磨擦及控制发生异物质脱落。2)润滑剂的特点:耐热性和粘度高3)使用时注意事项:过犹不及。4)使用种类:B55,B8,黄油。1)在高温条件下一般润滑剂由于油脂成份的挥发性能降低-这种情况应用MOLYCOAT（二硫化钼）。

2)导电用润滑剂本身是非导电性的或连接中含有金属异物质-过量喷涂时发生绝缘不良。3)润滑剂的使用量每1个TUBE基准为3-5MM。4)润滑剂长期放置时，分离油脂粉→不要混合使用，将上部脂粉去除后使用。*导电膏：通电接触部位发热考虑的耐热性润滑剂1、导体连接时使用润滑剂的目的2、润滑剂的特性《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第21页!8.4、相关电气产品的发热

1)温度上升试验是加额定电流后，在2个小时时间温度1度以内，温度变化时维持饱和状态。2)饱和要因:对导电/对流/辐射它的比率是80%:15%:5%一般。

3)ARC温度是约40,000度时，触点的金属瞬间分离成ION-PLASMA状态。*金属蒸汽放电灯(METALVAPOUR)有每秒27Km速度。4)触点材料主要成分是铜，还含耐热性强的钨或是铬等烧结成分。

5)烧结产品是金属粉末成型后，内部气孔填充铜材料的方法制造。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第22页!9.1、绝缘物使用时的注意事项

1)直接紧固绝缘物和铸造物时，由于应力发生损坏(法兰不平整照成)2)贴紧绝缘物的橡胶硬度超标时，发生损坏(遵守HS60)3)绝缘物内部气孔及残存异物质时，发生绝缘破坏。4)导体连接处，由于挠度残存应力时，发生损坏。5)表面附着异物质时，由于电场集中，发生耐电压不良。6)绝缘子内部电场分散用埋入金具（shield-Ring）断线时，放电原因《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第23页!9.3、绝缘材料之间的绝缘性能比较绝缘介质种类耐受电压24kV绝缘12kV绝缘空气210mm110mm绝缘油80mm40mmSF640mm20mm真空12mm6mm《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第24页!11、真空作业作业的目的:往TANK里充入SF6气体前，把壳体里面的空气抽出来，提高GAS纯度。作业的设备:一般是旋片真空泵，大容量设备一般增设升压泵或是活塞压力泵。*空气绝缘特性:和下图一样，耐压特性根据真空及压力而变化。活线部位SF6回收差误时，压力表上0也不发生事故真空状态到达时，绝缘耐力降下→事故发生！《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第25页!11.2、抽真空时的注意事项1）GIS产品上带电的情况下禁止回收气体！2）GISTANK有漏气的恶劣状态下，它会跟大气压力一样的SF6GAS在壳体里残留。3）带电抽真空，壳体内部压力低于大气压力，这时发生绝缘破坏。*带电部位抽真空差误

1.Gasscheme判断

2.DS/ES开关运行

3.位置标牌

《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第26页!12.1、惰性气体的种类种类特征用途氢气（H2）易发生爆发，禁止使用用于连续加热氦气（He）微量存放在大气中/高价位用于精密气密试验氩气（Ar）中等价位用于焊接保护氮气（N2）价格比较低/容易购买用于一般的气密试验SF6人工GAS、高价位绝缘用*惰性气体特点:自身比较稳定,不和其它的气体反映。N2气体空瓶清理时，会有水分残留，导致GIS产品吸收水分的危害，所以要特别管理！《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第27页!12.2、O-RING密封方式《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第28页!GIS内部水分管理1、绝缘子表面上存在水分→沿面电阻增加→绝缘耐力降下→F/O（*SF4+H2O=SO2+2HF）2、水分：湿度60%为基准，30.4g/m33、抽真空排气→排空气→固形水分及组织密封空间内水分不可抽气。4、对策：

1）重要绝缘物→真空成形方法制造（绝缘子等）

2）防尘组装后总组装移动/待期时，开放部密封处理及限期规定遵守。

3）长期组装待期部品→加热干燥后组装。

4）长期保管产品→干燥空气、N2或SF6条件下。*一般绝缘材料的水分含量约10%。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第29页!13.2、业务内容设计及生产问题点,工程及工作方法的改善,工装制造,提案管理改善业务的顺序及主要事项顺序业务顺序主要事项1引出问题点2掌握现况3得出预想的原因4主要因素决定改善点确定5树立对策树立活动计划及登记工作项目6实施对策方案短期/中期/长期要分离7分析实施结果8评价考虑经济因素9决定以后的活动方向《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第30页!14.1、成本管理概要*价格的构成:销售价格>总成本价>制造成本价成本价构成《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第31页!15、质量管理概要质量:优先满足顾客的所有需求,顾客决定,评价!质量管理的发展履历：质量控制(QC)-质量保证(QA)-质量管理(QM)–全面质量管理(TQC/TQM)。顾客满足：1)质量,价格,交货期三大要素是最基本的,顾客把这三点看成是理所当然的.2)提供的产品超过顾客期待—感动顾客《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第32页!15.2、质量管理的原则1)不生产不良品.2)不要让顾客拿到不良品.3)发生不良时要尽快,正确地采取措施.《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第33页!ThanksForYourTime!《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第34页!4、GIS使用条件，考虑事项安装地点：户内/户外；户外时要考虑防水/防蚀/防尘/防窃等问题(IP等级)。2）高度:海拔1000M以下，超过时减小额定电流。3）周围温度:-5度/+40度时，超过时需要树立对策。4）周围环境:对风速、地震、积雪量、南极

/北极、污染环境等要树立对策。*40℃超过：辐射热影响→定格电流降下*-25℃以下：SF6气体液化→绝缘性能降下《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第35页!6、电压的分类电压分为公称电压和额定电压，但一般混用.电压变动率10%差异。如：6.6/7.2KV,110/120KV,220/245KV,345/362KV,754/800KV配电盘是用额定电压，变压器是用公称电压。*额定电压定义：*电压变动率：-15%～+10%《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第36页!7.1、GIS主要组成单元：CB(CircuitBreakers)部件名称：断路器。英文简称：CB。主要功能：开断正常及非正常负荷。额定操作循环：

O-0.3-CO-180s

-COPuferType*断路器特性要素：-GAS压力、速度、Puffer/Nozzle形象，Contact消弧方式等。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第37页!7.3、GIS主要组成单元：ES（EarthingSwitch）部件名称：接地开关。英文简称：ES。主要功能：通常用与设备维修时接地。产品维修时，预防系统内残留电流引起的事故。ESDSES《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第38页!用途:调节因温度引起的变化或组装误差。7.5、GIS主要组成单元：波纹管（Bellow）《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第39页!7.7、GIS主要组成单元：PT(PofentialTransformer)部件名称：电压互感器。英文简称：PTor

VT(VoltageTransformer)。主要作用：将高电压转换成低电压（一般为

110V）对GIS进行测量和保护。分类：1）测量用PT

2）保护用PT《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第40页!7.9、GIS主要组成单元：C/H(Cable-HeadTank)部件名称：电缆终端。英文简称：C/H。主要作用：和现场电缆连接部位《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第41页!8、GIS主要部件及材料1)外壳：(Tank,Enclosure)2)导体(Conductor)3)绝缘物：绝缘盆子

(InsulationSpacer)4)驱动机构(Mechanism)：CB,E/DS,FES5)绝缘气体：

(SF6GAS)壳体绝缘盆子E/DS机构SF6气体FES机构导体CB机构《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第42页!材料入库下料卷筒车法兰法兰焊接整体焊接打磨探伤检查3D划线转下页曲线切割8.1.1、制造流程及注意事项注意卷筒的圆度焊缝连续、无咬肉现象焊缝饱满、去除焊渣焊接无缺肉、气孔划中心线《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第43页!8.1.2、TANK质量由于ALFLANGE变形损坏绝缘SPACER。水压时焊缝的气孔上，有水份潜伏后，水份落入到壳体中损坏绝缘。喷丸颗粒残留状态进行涂装处理发生绝缘不良。（电场集中）。水压试验:GIS内部因气压膨胀而压力发生变化时，对变形及破坏的安全保证。气密试验:TANK原材料及焊接部位的内部气体不泄漏的保证。气压试验:水压和气密试验同时可以进行，但危险。*TANK质量保证*TANK主要不良事例《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第44页!8.2、导体一般事项导体:导电部件材料：铜,铝及铝合金。注意点：导体表面不可有损伤。*导体种类：—加工导体—焊接导体—铸造导体—混合型《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第45页!8.2.2、导体的表面质量如上述所讲：高压部件在搬运或保护中因不注意发生的损伤会给产品带来直接影响，所以一定要重视整体的质量电流导体100%36%0%导体断面图

导体表面有100%的电流流过、导体中间无电流流过，导体表面损伤后持续放电会导致恶性循环*电流的趋肤效应《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第46页!电缆与GIL的区别GIL架空线需要比较大的空气绝缘距离，而输电电缆的容量又不够或者是造价太高，这时管道母线就凸显出不可替代的作用。用于高压（252kV）大容量（4000A以下）和较长距离（数千米）的输电设备性能可靠，使用寿命长，无污染；壳体全部采用铝壳体，通流能力强，体积小，重量轻；该产品可以通过套管与架空线连接，通过油气套管与变压器连接，可以与GIS直连，也可以在其线路上增加避雷器、电压互感器等保护和测量设备；结构紧凑，布置施工方便，占地面积小，可以帮助用户实现比较复杂的接线方案，可以根据用户的意愿选取各种布置形式；与同样电流电压等级的输电电缆相比较容量大。应用在因空间小无法用架空线的地方，如人口密集的地方，管道内部等，可设计安装在户外、隧道、进行直埋。电容比电缆的小,因而即使长距离输电,也不需要无功补偿一般参数：外部导体直径500－650mm，内部导体直径150－250mm，额定电压可达800kV传输容量500－4000MW额定电流可达6300A瞬时电流63kA／1S绝缘气体：N2／SF6混合气体/SF6气体系统长度可达1000米《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第47页!8.2.4、导体原材料特性比项目铜铝AL铸件备注导电率%97以上55以上35以上以纯铜=100%为基准电流密度A/mm2210.6比重（没有单位）8.92.72.7以上单价RMB/KG6.52.82.5同样容量基准电阻100131220单面积100135230重量1004150表面处理费用100200300外壳容器费用﹠尺寸100110—GAS费用100110—综合评价1007070《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第48页!8.2.6、有关表面变色及对策铝:与氧气反应产生酸化皮膜形成局部不稳定状态（有水分会加速铝的氧化）。镀银:与空气中盐及人体汗液反应形成褐色皮膜。1、有关表面变色2、导体变色对策不能用手触摸。进入防尘室前将酸化膜用砂布搓掉后洗净。导体保管中防止接触湿气。长期保管的资材要做防止变色处理。Al+O2→Al2O2→Al2O3Ag+Cl-→AgC2使用吸附剂或真空包装《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第49页!8.2.8、导体连接方式种类优点缺点图片备注1)弓形触指连接（Tulip/ContactFinger）容易多频度连接高价2)表带触指连接（Multi-Band）固定连接时容易中价容易有异物质脱落3)螺栓紧固连接(BoltingType)低价需要人员、组装不便紧固工作有脱落可能《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第50页!8.2.10H2脆性化学处理反应中发生H2→金属组织内浸透→破断，裂缝引起。H2原子最小（1.06H0）<一般金属格子（2-3H0）Mns、AL2O3、SiO2等介在物中集中时破裂加速。1、防止方法:电解脱脂时阳极脱脂选择。酸处理速度缩短可能时，机械的方法。酸性镀锌或Mechanical（机械的，力学的）2、预防方法A.1）酸洗后中化处理（NaOH+H2→H2O+Na↑）2）镀金后烘干处理（200℃×2小时以上）。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第51页!8.3、限制导体发热和导体上升1)流电流时因电阻原因而产生发热

Q=0.24I2RT[cal]2)所有绝缘材料是耐热性限定的，长期加热时降低绝缘性能(绝缘老化)。3)电气产品在额定电流上限制温度上升最高值。4)一般大气温度最高值40度+温度上升允许值65度考虑，就是105度(THERMAL

CLASSA)。5)实际条件下周围温度，高度及户外时太阳辐射量等要因要考虑。EX)classH(140℃)，classH(℃)《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第52页!9、绝缘物用途:支撑导体及GIS气室的分离种类SPACERPOST绝缘RODTERMINALBUSHINGSUPPORT材质EPOXY(V)EPOXY(V)EPOXY(V)EPOXY®FRPEPOXY(V)粘土SiO2系列EPOXY(V)EPOXY®种类及材质区分制作方法主材料EPOXY(V)粉末成形/真空加热加压方式EPOXYEPOXY(R)树脂和玻璃纤维真空加热加压成形EPOXYFRP树脂和玻璃纤维真空加热加压成形PES各材质的特性《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第53页!9.2、相关绝缘物不良现象1)成形过程中，因金属异物质或气孔存在而破坏绝缘性能。

2)因热膨胀，内部金具及绝缘环的损伤3)因法兰面不平，组装时应力集中而发生损伤

4)因表面损伤或是污染而降低绝缘性能擦过金属部件的防尘纸绝对不允许擦拭绝缘件。X《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第54页!10、SF6GAS特点1)SF6气体密度高，在大气中会下沉。(气体全回收后，直接进入壳体时有危险，必须需要排气！)2)TANK装容量为5bar基准0.035kg/liter(35kg/m2).3)因开断电弧而分解的SF2,SF4

等的有毒气体产生后，通过时间会稳定。4)故障发生时，SF6

气体分解产生白色粉末形态的F-碳化物，并带臭鸡蛋味道。5)简单的质量管理是可以实施dew-point(露点)测定。《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第55页!11.1、真空的种类1)低真空:10-3mbar-rotarypump(机械方式：旋转式泵)2)中真空:10-6mbar-oildiffusionpumpSF=S/0.73)高真空:10-6mbar以上-turbopump（涡轮）/ion-getterpump（离子）/cryopump抽真空时间与容器容量的关系：

S=2.3V/Tlog(P1/P2)S:真空泵的容量(l/min)

V:容器的容量(l)

T:达到真空度所需要的时间(minute)

P1:作业真空度(Torr)

P2:初期真空度(一般是大气压力760Torr)抽真空时间及容量的关系《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第56页!12、气密试验漏气率(S)=|P1-P0|X|V1-V0|/T[mbar-l/s]检验气密以ppm为单位计量。气密试验检验时漏气量在10-8ppm以下判断为合格。*GIS要求在质量寿命保证40年年漏气率要保证1%以下*进行气密试验时采用局部包扎法。*耐电压试验→在最小SF6气压条件。*动作试验→正常压力。*气密试验→最高压力《GIS基础知识》课件共65页，您现在浏览的是第57页