第六章气体绝缘封闭电器

雷器和连接母线，全部封装在接地的金属壳体内，壳内充以一定压力的SF6气体作为相间及对地的绝缘。国内称之为封闭式组合电器。封闭式组合电器分为分箱式(一相一壳)及共箱式(三相共筒)两种,近几年出现了介于GIS及敞开式电器AIS(AirInsulatedSwitchgear)之间的半封闭式组合电器，简称H-GIS相间影响小，运行中不会出现相间短路故障，而且带电部分与接地外壳间采用同轴电场结构，电场的均匀性问题较易解决，制造也较方便；但是，钢外壳中感应电流引起的损耗大，外壳数量及密封面较多，增加了制造成本及漏气的几率，其占地面积和体积也较大。水电站常用于550kV以上。结构紧凑，外形尺寸和外壳损耗都较小；但是，其内部电场为三维电场，电场均匀度问1、外形尺寸显著减少。所以占地面积小，126-500kV只有传统型开关站的30%-15%,空间只有20%-10%。2、运行安全。全部高压设备都密闭在接地的金属外壳内，运行人员不会触及高压，也没3、可靠性高。因最大限度地减少或避免与大气的接触，各元件受环境影响小，特别适用于湿热、污秽、高寒地区等严酷的环境条件。4、可整体或若干元件组成一体运输，现场安装方便、工期短，维护工作量少，寿命长。图6-1图6-23、H型接线系统图6-3图6-42、DS—隔离开关一检修/故障关合接地开关4、BUS—母线5、CT—电流互感器6、VT—电压互感器7、LA—避雷器8、LCP—就地控制柜9、终端元件5、双母线接线图6-5图6-8图6-7母线布置方式1、龙滩电站4/3接线系统。快速接地开关：14台。电流互感器：129组。避雷器：27相龙滩水电站550kVGIS外形图(GIS室部分)图6-10图6-11龙滩水电站550kVGIS外形图(主变洞部分)2、3/2接线系统为母线分箱结构图6-123/2接线系统为母线分箱结构图6-15ZF9-252GIS用断路器可根据配置需要选用立式布置或卧式布置(以立式布置居多)。图6-13八、标准间隔举例GIS一般由实现各种不同功能的单元组成，称间隔，主要有进(出)线间隔、母联间隔、1、本体2、拐臂箱3、操作机构图6-17断路器图6-18灭弧室结构7-动弧触头8-动主触头9-静弧触头10-静主触头断路器内充以相对压由盆式绝缘子与相邻气室三极断路器的出线方极断路器的内部结构见下图，下图中为两侧出线方图6-19图6-19图6-20灭弧过程(1)弹簧操动结构凸轮在调试或维护期间，或蓼瓜生控制电源故障或者弹簧机构棘轮故障等紧急情况正户前通过手动按下分闸电热铁铁芯、合闸电磁铁铁态使断路要分、合闸。当断路器各闸承资已储能，且合问保持将器处于分闸位置时，用涂润滑脂躯践可使桥路器力20N左右。图6-21弹簧操作机构子6-1合闸弹簧6-3合闸止位销6-5棘爪6-7传动轴6-9主拐臂6-11碳子6-13分闸脱扣器6-2合闸脱扣器6-4棘轮6-6拉杆6-8储能电机6-10凸轮6-12分闸止位销6-14分闸弹簧6-15分闸弹簧拐臂6-16传动拐臂6-17主传动轴图6-22图6(B)分阅位置(合闻弹簧储能状态)图6(C)合闻位置(合闻弹簧未储能状态)图6-23手动操作合、分闸电磁铁图6-24如果由于电源或者储能电机故障导致不能对合闸弹簧进行储能，可以通过专将手柄插到伞形齿轮的上，逆时针方向转动，储能轴通过最高点后，大齿轮和储能轴分离，凸轮和储能保持掣子发生撞击，注意：只有经过培训的人员才能进行手动操作；在手动操作前，请切断储能和控制回路电源；检查并确保断路器气室压力超过闭锁压力，如果压力过低，则不能(2)液压操动结构图6-25-三角板、2-棘爪、3-伞形齿轮4-手动储能手柄A、结构一图6-268分闸节流蝶钌9控制单元(转动90°)10碟簧装配图7分闸位置液压操动机构结构原理图(3)压缩空气操动机构/接地开关(如选用气动机构)操作提供图6-28图8合闸位置液压操动机构结构原理图注：两蔽止阎(常开) 重合闸气压启动1,43MPa复位额定重合闻报警闭锁图6-30断路器控制柜角形隔离开关、接地开关——主回路转折处线形隔离开关、接地开关——主回路非转折处(直线处)普通隔离开关、接地开关——配电动机构快速隔离开关、接地开关——配电动弹簧机构图6-32角形外部结构6分子筛7开关传动转装配8绝缘拉杆9线形接地开关线形隔离、接地开关装配图6-33线形内部结构图6-35型布置型布置型布置型布置隔离开关(分相式)有GL、GR两种：a.b.图6-36ZF11-252(L)GR型直动型隔离开关的结构原理1静触头2筒体3动触头4绝缘杆5齿轮箱图6-37ZF11-252(L)GL型直动型隔离开关的结构原理三工位隔离/接地开关三工位隔离接地开关模块组合了隔离开关和接地开关的功能。可实现接地开关和隔离开关之间的有效互锁。三工位隔离接地开关外部结构2、本体图6-38三工位隔离/接地开关三工位的内部结构图6-39三工位的内部结构图6-40图6-41实物图不允许操作接地开关合闸状态接地开关合闸状态接地开关分闸状态隔离开关分闸状态隔离开关合闸状态不允许操作图6-42操作图2、共相式隔离开关图6-43ZF9-252GIS三相共箱式隔离开关内部结构图动-4610于动-4610于(1)弹簧操动机构机构为弹簧/电动空气供给系统空气管2蜗杆3大齿轮4小齿轮6分合闸弹簧7输出轴8油缓冲器9大锥齿轮10小锥齿轮11电磁锁12手动摇把图6-45弹簧结构(2)电动操动机构473场轮a杆大击轮小齿轮大锥齿轮小锥齿轮1.机构2.本体图6-47检查接地开关图6-48接地开关内部接地开关单极装配结构举例三相共箱接地开关三相共箱接地开关图6-49接地开关单级装配三相共箱式检修用接地开关252/363kVGIS三相共箱ES内部结构1-1图6-50接地开关五、快速接地开关(故障接地开关)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引起的电弧。主要有超高压电抗器中性点接小电抗和使用快速接地开关HSGS(HighSpeedGrouning超高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障，而单相接地故障中约有80%为“瞬时性”故障。在我国330kV、500kV线路大多采用单相重合闸消除单相接地故障，来提高系统的稳定性和供电的可靠性。单相重合闸的成功与否取决于故障点的潜供电弧能否自熄。330kV及以上的输电线路，其潜供电弧一般不能快速自灭，必须采取措施。(220kV及以下输电线路的潜供电弧均能快速自灭，它不会妨碍单相快速自动重合闸的应用。)2、快速接地开关的作用原理(1)当线路发生单相故障时，故障线路两侧开关断开，但是由于正常相与故障相之间或与其它平行线路之间存在电磁耦合，出现潜供电流，不利于断路器熄弧在两侧开关断开时，自动装置动作立即合上两侧的快速接地开关，将潜供电流引入大地，以(2)当外壳内部绝缘子出现爬电现象或外壳内部燃弧时，快速接地开关将主回路快速接地，人为造成短路，继电保护动作，利用断路器切除故障电流。(1)单相接地短路故障发生，产生一次电弧；(3)装设于故障相的HSGS动作接地，潜供电弧熄灭；3、快速接地开关的结构快速接地开关具有关合短路电流及开合感应电流的能力，由电动弹簧机构驱动。1-快速接地开关2-连接机构3-电动弹簧机构图6-51快速接地开关4、快速接地开关的手动操作(1)只有满足所有的闭锁条件，才可以进行手动操作，同时设备必须已经解锁。(2)在紧急情况下，故障关合接地开关可以用操作手柄直接动作，当手动操作时，图6-52电压互感器筒，线圈装在同一心柱上，铁心用四根螺栓固定在外壳底座上。外壳上装有二次出线盒用于连接测量仪表，进行测量和控制，并设置有吸附剂用于吸附内部SF6图6-53电流互感器电流互感器装配时线圈按图1(以装3个线圈为例)中位置1、2、3的顺序规定先装入保护绝缘隔板吸附剂外壳外壳接地端子绝缘隔板接地端子图6-54避雷针屏连分蔽接子环简筛屏连分蔽接子环简筛图6-55出现套管头头绿4567892323瓷套装配3、瓷套装配4、屏蔽环5、连接筒6、分子筛7、静触头8、接头图6-56出线套管序号生产厂家电缆终端1壳体2连接导使3屏蔽导体4螺栓5上部导体6螺栓摞母垫圈7口形圈8过渡法兰9电缆终端万万生产厂家油气套管1壳体2连接导体3屏蔽45螺栓惯丹执圈尘6民句林，执圈件土78上部导体9口形固图6-58图6-59母线1端盖2屏藏帽3盆式绝缘子4插入式电联接5中相母线6边相母线7母线相距圈节装配(见图2)8壳体9导电杆10插入式电联接图6-60母线装配图母线筒内导体为三角形布置，盘式绝缘子通过导体和触头将三相母线固定于一定的位置上，并起对地绝缘作用。图6-61十一、伸缩节：适应热胀冷缩及地基变形的需要。1-弹性金属曲管；2一齿轮机构和指针；3一花尾弁属劳；1-弹性金属曲管；2一齿轮机构和指针；3一花尾弁属劳；-65图6-63伸缩节图6-64SF6气体密度继电器图补偿作用的双金属带3铰链连接，双层金属带3与齿表6-66名称备注断路器气室其它气室额定压力MPa补气压力MPa最低功能压力MPa过压报警MPa注：↓表示在压力下降时测量，f表示在压力上升时测量。图6-67GIS外壳接地第三节GIS组合电器的运行(1)检查断路器、隔离开关、接地开关的位置指示器是否正确。(2)检查控制箱内的指示灯、加热器工作是否正常。(3)检查SF6气体压力表是否正常，当发现在同一温度下相邻两次压力表读数差值达(4)检查断路器和避雷器的动作计数器指示数，并做好记录。(5)检查接线端子(包括二次)有无过热现象。(6)检查组合电器内部有无异常(放电)声音，及设备周围有无异常气味。(7)检查盆式绝缘子外露部分有无损伤、裂纹。(8)检查组合电器各配管及阀门有无损伤，阀门开闭位置是否正确，管道法兰(绝缘)(9)检查断路器空气箱有无漏气(压缩空气操作)和漏油(液压机构操作)现象。(11)外壳、支架等应无锈蚀、损伤，接地应完好，各类箱、柜门应关闭严密，无异常(13)汇控柜控制把手、空气开关必须按现场设备运行情况投退，不得随意更改。(14)现场控制柜(汇控柜)上各种信号指示、控制开关的位置应正确。3控制钥匙(限制测量与报警权限)4模拟图(表示该间隔主接线形式)6各装置位置(分或合)指示器7选择按钮(发出命令前使用)故障指示器(显示装置故障)9控制指示器(提供已选择装置的可执行性)10控制按钮(分、合)11控制模式选择(远方、就地、锁定)图6-68控制柜表6-69序号检查项目1标志牌名称、编号齐全、完好。2外观检查无变形、无锈蚀、连接无松动；传动元件的轴、销齐全无脱落、无卡涩；箱门关闭严密；无异常声音、气味等。3气室压力在正常范围内，并记录压力值。4闭锁完好、齐全、无锈蚀。5位置指示器与实际运行方式相符6套管完好、无裂纹、无损伤、无放电现象。7避雷器在线监测仪指示正确，并记录泄漏电流值和动作次数。8带电显示器指示正确。9防爆装置防护罩无异样，其释放出口无障碍物，防爆膜无破裂。汇控柜指示正常，无异常信号发出；操动切换把手与实际运行位置相符；控制、电源开关位置正常；连锁位置指示正常；柜内运行设备正常；封堵严密、良好；加热器及驱潮电阻接地接地线、接地螺栓表面无锈蚀，压接牢固。设备室通风系统运转正常，氧量仪指示大于18%,SF6气体含量不大于1000mL/L。无异常声音、异常气味等。基础无下沉、倾斜。2、SF6气体监控及设置方式GIS中对SF6气体的监控，主要包括气体压力式密度监视、气体检漏、水分监测与控制设置方式有集中安装和分散安装两种。集中安装是将各气室用的压力表、密度控制器和各种控制阀门都集中装在箱内，通过气管与气室相连。分散安装是将监视装置直接装在各个3、GIS中SF6气体压力或密度监控措施一般每个气室均设置单独的SF6气体监控箱，其中包括