GIS组合电器课件

GIS组合电器（SF6气体绝缘金属封闭开关设备）

史明亮

主要内容GIS组合电器的基本知识1GIS组合电器的现场组装过程2GIS组合电器的验收3GIS组合电器的运行维护4220kV组合电器全景110kV组合电器全景（山东泰开）35kV组合电器全景（河南平高）定义1GIS发展概况2组合电器的电器组成部分3组合电器的结构组成部分4定义

GIS（gasinsulatedsubstation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。由断路器(CB)、隔离开关(DS)、接地开关(ES\FES)、互感器(PT\CT)、避雷器(LA)、母线(BUS)、连接件和出线终端(BSG)等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS特点：GIS优点：结构紧凑，体积小，重量轻，安装方便，不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等。缺点：GIS因连接部位多,对设备的密封性等工艺要求较高,如不符合要求,就有可能出现漏气,严重影响设备正常、安全地运行。SF6全封闭式组合电器gasinsulatedsubstationgasinsulatedsubstationGIS的优点1.小型化：与常规敞开式变电站（AIS）相比，126kVGIS的占地面积仅为其10%，252kVGIS的占地面积仅为其5%，尤其适用于寸土寸金、征地困难的城市地区。2.可靠性高：由于GIS的带电部分全部密封在SF6气体中，能消除外部环境因素对设备的影响与干扰，在重污染、高海拔、多盐雾、多地震地区和高层建筑内部及地下室使用具有常规开关设备无法比拟的优越性。3.安装周期短：产品在出厂前采用预制式整体装配和试验，以单元间隔的形式运到现场进行安装，可缩短建设周期，提高产品可靠性。4.使用寿命长，维护方便，可节省大量检修费用：产品可达到少维护或免维护的要求，使用寿命可长达30年。GIS电器发展概况1968年国内研究机构与开关制造厂会同用户单位一同开始研制110kVGIS，并于1976年首次投运成功。1980年研制成功我国第一套220kV单断口GIS。接着国内开关厂相继研制出110kV和220kVGIS产品。从1985年开始，我国三家高压开关厂（西开、沈开、平开等）相继从MG公司、日本三菱公司和日立公司引进了制造技术。现在110kV－750kVGIS大量投入电网运行，全部实现国产化。

GIS组合电器的基本知识GIS进出线布置图套管隔离开关避雷器断路器母线电压互感器电流互感器组合电器的电气组成部分接地开关断路器（CB）隔离开关(DS)

母线(BUS)

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。接地开关（ES）电流互感器(CT)电压互感器(PT)避雷器(LA)套管接地系统金属外壳伸缩节气体监视装置及气体系统支持绝缘子及划分隔板隔室（气室）结构1.外壳SF6气体SF6气体是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体。在电气设备允许的温度范围内，SF6对断路器的材料没有腐蚀作用，在电弧高温作用下，很少量的SF6会分解为有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等；SF6气体混入空气时，会使绝缘强度下降；SF6容易液化，液化温度与压力有关；SF6气体具有良好的绝缘性能；SF6分子具有较强的电负性，使SF6具有强大的灭弧能力。2.隔室气室压力SF6气体压力额定值（20℃为基准）1.断路器以外的部分①1次报警压力

0.47±0.02MPa②2次报警压力

0.45±0.02MPa

2.断路器①报警压力

0.65±0.02MPa②操作闭锁压力

0.62±0.02MPa3.最高SF6气体使用压力①断路器

0.93MPa②断路器以外的部分

0.67MPa3.支持绝缘子及划分隔板

支持绝缘子及隔板用的盆式绝缘子是用环氧树脂制成，这些绝缘子具有对发生短路故障时产生的电磁力，能够保持导体与外壳的安全净距的强度。出厂时加以100％的额定电压下不发生局部放电的考验。4.伸缩节

为了保证因电流通电引起外壳与地基间相对的热胀冷缩，在适当的位置连接上伸缩节，处于伸缩节部位的导体采用插入式镀银的梅花触指，

以能对应外壳的收

缩。伸缩节是通过调整六角螺母和双头螺柱适量增减尺寸，来补偿微量长度误差。5.气体监视装置及气体系统

各气室设有监视是否漏气和能补偿周围环境温度的密度继电器。6.接地系统

包括就地控制柜、接地开关、铁架等GIS的隔部件，压缩型接地端子与接地线相连并与主网地网牢固地连接在一起。采用接地铜板来相互连接，以保证GIS内部组件相互间和接地母线间的安全电位差异，而且可以防止通过故障电流时不发生因过热引起熔损。GIS外壳接地抽真空5密封面的装配1各元件的对接和安装2吸附剂的干燥处理3水分处理4充气6气体的回收7安装要点GIS安装过程中的三大要素：即清洁度、密封性和真空度。1、保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务；2、密封性是GIS绝缘的关键，SF6气体泄露会造成GIS致命的故障；3、真空度是是控制SF6含水量的重要保证措施。密封面的装配各元件的对接和安装1、单元对接时，密封面用绸布和汽油处理干净，通过调整各可调环节保证一次性装配成功；2、装配过程中，由于屏蔽罩为薄壁件，容易造成损伤。因此，导电杆插入时要小心对接；3、电连接装配过程中，镀银面用抛光砂纸将表面氧化层处理掉，特别是铝镀银面更要处理好，使接触电阻满足要求。

安装人员进行GIS设备安装母线对接后伸缩节的检查吸附剂的干燥处理

1、未经活化的吸附剂装入瓷皿或不锈钢容器里，放进高温炉内，加热至500℃（不得超过600℃），恒温4h。炉温降至300℃，趁热装入密封的金属容器，封好冷却至室温，然后取出并迅速放入包装袋中封好，避免潮气浸入，也可趁热装入产品中。2、经活化的吸附剂装入GIS前，若发现包装袋已破损，或倒如吸附剂筐后暴露在大气中的时间超过0.5h,都应把吸附剂至于200℃烘箱内，干燥2h,取出后立即装入GIS，密封好，并立即抽真空。水份处理水运行的影响关键在于：如果没有将SF6气体控制在0℃以下，则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露，所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物，从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。如果将SF6露点的允许值控制在较低值，则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠而是冰晶，它对绝缘性能几乎没有影响。断路器气室气体含水量小于150uL/L（ppm）,其它气室气体含水量小于300uL/L（ppm），目标小于150uL/L（ppm）。水份处理

1、GIS的某些气室（现场不需拆开的气室），出厂前其内部水分已处理完毕，并充有一定压力的SF6气体。检查内部气压不降低，现场安装只需补充新鲜SF6气体至额定压力即可；进行水份测量。2、现场需拆开的气室，元件对接时要选择晴朗干燥的天气；并在设有工棚室内进行对接工作，如下图所示。产品现场对接部分及水份不合格的气室，必须进行水份处理，直到该气室水份含量满足要求。

3、水份处理采用抽真空和充高纯氮清洗的方法。在抽真空完毕后，充入0.2MPa的高纯氮进行干燥，停留12h以上放掉氮气，再按要求抽真空，然后充高纯氮至额定压力。最后进行水份测量，若水份超标，可按上述要求再进行处理，直到合格为止。抽真空将充气接头和所需抽真空气室连接好。打开真空泵，抽真空时间根据气室大小来确定，但至少使真空度达133Pa并维持2h以上。抽真空时间越长，对降低气体水份含量越有利。抽真空时严禁中途停电、停泵，以免真空油倒吸入产品内造成严重后果。抽真空时，应采用带有抽气逆止阀的真空泵，以防止突然停电或误操作造成的破坏真空事故。

充气

充气时应缓慢进行，使液态气体充分气化后进入气室，这样就保证了气室中的气体压力为其真实压力。另外，由于压缩的气体从气瓶中流出汽化过程中需要吸收外界大量热量，使充气管路、接头和充气装置温度大幅下降，若充气太快，会引起上述元部件表面结霜，胶皮管变硬。因此，充气不宜太快。充气接口及气瓶气体的回收首先对需要检修气室的SF6气体进行回收。回收方法同（五）。要将气室内的气体完全抽空，即抽到零表压以下。如果气室内没有固体分解物，就不需采用特殊处理。如存在特殊分解物，可按下述要求处理。SF6气体经放电或电弧的作用会部分分解，形成的分解物呈气态及粉末状，对人体危害极大，接触经过放电或电弧作用的SF6气体工作人员必须采取防护措施。1戴上防毒面具。2戴上专用帽子、手套，穿上专用衣服，避免与SF6分解物直接接触。3避免吸入SF6分解物和粉尘，建议戴平光眼镜，工作现场严禁吸烟。注意不使脸部尤其是眼睛接触粉尘。4工作后应洗手，将粘在衣帽上的粉尘清理干净。SF6气体分解物的处理用吸尘器将气体分解物收集干净（此吸尘器不得它用），气体分解物有毒，集中后必须深埋。GIS组合电器的验收一.SF6气体气体检漏二.主回路电阻的测量三.检查电气控制回路四.主回路的耐压试验五.微水测量GIS组合电器投入运行前的试验项目一.SF6气体气体检漏：年漏气率≤1%1、定性检漏：一般在充气24h后一般可采用“检漏仪检查法”，“抽真空看压力保持”作为漏气情况摸底试验。若检漏仪几乎无反应，说明密封良好。若发现密封面某处漏气超过规定值，允许对该区域内的连接螺栓施加比正常紧固力矩高20％的力矩进行紧固。若处理后仍漏气严重，则必须拆开，并对密封面、密封槽、密封圈进行检查处理。2、定量检漏：定量检漏采用局部包扎检漏法；对有严重漏气疑问的地方进行定量检漏。检测程序：用塑料薄膜按被试部位的几何形状围绕一圈半，封严接缝，塑料膜与被试品保持一定的空隙（约5mm），尽可能构成圆柱形或长方形。其边缘用白布带扎进或用胶带沿边缘粘紧，保证薄膜内气体不外泄。GIS组合电器投入运行前的试验项目包扎检漏二.主回路电阻的测量：1、运输前对个元件及运输单元的主回路电阻已经测量合格，因此，在现场只需测量各运输单元的主回路电阻与出厂前是否一致，若相差较大应予以拆开重新处理。2、对接完成后，测量GIS整体的主回路电阻，应小于各安装元件主回路电阻之和，同时三相电阻的不平衡度≤20%,若相差较大应将对接部分拆开重新处理。GIS组合电器投入运行前的试验项目三.检查电气控制回路：电气控制回路的检查主要针对断路器、隔离开关、接地开关之间的电气连锁进行即：1、断路器处于合闸位置时，不允许分、合隔离开关，不允许不具有关合短路电流能力的接地开关进行合闸操作；2、断路器、隔离开关之间的连锁：断路器先于隔离开关分闸、隔离开关先于断路器合闸，反之不允许；3、断路器、接地开关之间的连锁：接地开关处于合闸位置时，不允许断路器进行合闸操作4、隔离开关、接地开关之间的连锁：隔离开关处于合闸位置时，不允许接地开关进行合闸操作；接地开关处于合闸位置时，不允许隔离开关进行合闸操作。GIS组合电器投入运行前的试验项目四.主回路的耐压试验：1、断开避雷器、电压互感器、架空线，电流互感器二次绕组短路并接地，各气室充额定SF6气体，断路器、隔离开关合闸主回路。2、在现场GIS设备进行工频耐压试验时，电压要逐步加压，首先用1/3的相间电压加压5min；再用相间电压3min，合格后，电压加至实验电压1min。GIS组合电器投入运行前的试验项目五.水分的测量：SF6气体中的水分含量是通过水分仪来确定的。测量过程严格按照水分仪使用说明书进行。测量前，首先检查气室内SF6气体是否为额定压力，测量时间应在充SF6气体静置24h后进行。GIS组合电器投入运行前的试验项目GIS组合电器验收标准

GIS组合电器运行时的巡视内容一.外壳二.气体及压力系统三.传动部分四.电器控制部分

GIS组合电器运行时的巡视内容一.外壳：采用远红外测温仪测量外壳的温度。GIS的外壳设计上是允许触摸的,但是对线路地刀的接地板处运行时是不允许触摸的，这里的温升可能达到70K，触摸可能造成灼伤事故。1.检查断路器的外绝缘部分应完好，无损坏、脏污及闪络放电现象；2.避雷器的动作计数器指示值的变化应正确。3.外部进线端子应无过热现象，瓷套应无开裂、破损。4.外壳、支架等应无锈蚀、损伤，接地应完好，各类箱、柜