電科院材料1-氣體絕緣金屬開關設備技術發(fā)展、設備選型

1、氣體絕緣金屬開關設備技術開展、設備選型與缺點分析宋杲中國電力科學研討院. 主要內容前言GIS裝用根本情況GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 幾起典型的GIS設備缺點與設備性能親密相關的幾個問題 第一部分 前言 變電站設備分類：AISAir Insulated SwitchgearGISGas Insulated SwitchgearHGISHybrid Gas Insulated Switchgear第一部分 前言高壓開關設備氣體絕緣金屬封鎖開關設備(GIS)斷路器成套設備防誤閉鎖裝置開關柜箱式變電站分段器重合器熔斷器接觸器負荷開關隔分開關和接地開關1.1 規(guī)范構造 1國家規(guī)范管理委員會SAC僅同意和發(fā)

2、布國家和地方規(guī)范； 2中國的高壓開關行業(yè)沒有地方規(guī)范； 3與高壓開關設備相關的行業(yè)規(guī)范有：DL、JB、TB第一部分 前言1.2 國家規(guī)范體系第一部分 前言1.3 電力行業(yè)規(guī)范體系第一部分 前言第二部分 GIS裝用根本情況一、裝用情況 截至2007年底，各電壓等級變電站數(shù)量見表1，敞開式斷路器和GIS設備斷路器間隔的裝用情況見表2。裝用量（座）500kV330kV220kV110kV66kV2006年20875194661298842007年2528121626715924增長率21.28.011.19.64.5表1 變電站在運情況第二部分 GIS裝用根本情況表2 敞開式斷路器及GIS設備裝用情

3、況 CB:臺 GIS：間隔 裝用量550kV363kV252kV126kV72.5kV合計CBGISCBGISCBGISCBGISCBGISCBGIS2004年12714442819115055592905237644225643862005年168258625281210485729301440957973744950957262006年20771577044614502128934781524261354475819971812007年239127774375152482043359586974621857260558994105-06增長率23.5170.712.664.319.850.

4、418.718.95.819.517.625.406-07增長率15.176.45.563.05.158.53.433.01.428.04.138.405-07增長率19.2118.59.063.712.254.410.825.83.623.710.631.8第二部分 GIS裝用根本情況第二部分 GIS裝用根本情況二、裝用情況趨勢分析 開關設備近三年增長率根本堅持在10%以上； GIS裝用量大幅增長，均在20以上；550kV、363kV和252kV分別到達118.5、63.7和54.4； 同比，GIS的增長率遠遠超越了敞開式斷路器。 20062007年各電壓等級變電站增長率依次為：500kV2

5、20kV110kV330kV66kV; 20042007年，敞開式斷路器各電壓等級裝用量的年平均增長率依次為：550kV252kV126kV363kV72.5kV; 20042007年，組合電器依次為：550kV363kV 252kV126kV72.5kV。第二部分 GIS裝用根本情況金額（億元）斷路器組合電器隔離和接地開關合計2006年12634522007年1949977合計315543129增長率58.3716.773.548.1表3 近兩年招標采購數(shù)量 據(jù)統(tǒng)計，2006年集中招標采購主設備和資料總價值200億元，其中開關設備共52億元，占集中招標的總數(shù)四分之一多。2007年集中招標采購

6、主設備和資料總價值438億元，其中開關設備共77億元，占集中招標的總數(shù)六分之一多。第二部分 GIS裝用根本情況第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 一、開展整體情況 電力市場的開展在某種程度上代表著當今高壓開關市場的需求動向。我國是輸配電設備需求增長速度最快的市場之一，現(xiàn)已成為國際第二大市場。高壓開關設備制造業(yè)的開展是與我國電力工業(yè)的繼續(xù)高速開展分不開的。近20年來伴隨著我國經(jīng)濟的高速增長，我國高壓輸變電設備制造業(yè)延續(xù)堅持了快速增長的良好態(tài)勢，主要技術經(jīng)濟目的大幅攀升，在消費規(guī)模擴展的同時，產(chǎn)業(yè)構造調整、產(chǎn)品技術創(chuàng)新、質量和管理程度的提高等方面都獲得了顯著的效果。呈現(xiàn)“較快增長、較高效率、較好效

7、益，并留有較大后勁的良好態(tài)勢。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 企業(yè)消費運營向集團化和規(guī)?；_展，涌現(xiàn)出一批消費到達相當規(guī)模、具有較強市場競爭力的重點企業(yè)。 目前，已有數(shù)百家企業(yè)經(jīng)過ISO9001質量管理體系認證，產(chǎn)品總體質量逐漸提高。我國三個主要高壓電器產(chǎn)品檢測實驗室的實驗檢測技術都有長足的進展，實驗檢測技術程度和檢測才干不斷加強。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 估計未來幾年，我國每年新增裝機容量將在5000萬千瓦。發(fā)電設備開展快速，輸配電設備的需求自然會跟上?？梢灶A見，輸變電設備制造業(yè)重要組成部分的高壓開關設備制造業(yè)必將迎來一個前景寬廣的市場開展時期。 西電東送、南北互供、跨區(qū)域

8、聯(lián)網(wǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造等工程的建立，帶動了我國輸配電設備行業(yè)的快速開展。未來幾年，高壓開關設備制造業(yè)將有一個繼續(xù)、穩(wěn)定的開展時期，這不僅是難得的開展機遇，也是嚴峻的考驗，制造業(yè)必需不斷地進展技術創(chuàng)新，推出新品，才干滿足市場日益增長的需求。 隨著電力工業(yè)的快速開展，帶動了高壓開關行業(yè)的快速開展，但也存在著不利開展的諸多制約要素。第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 技術創(chuàng)新才干不夠，自主品牌的知名產(chǎn)品甚少。近年來，雖然新產(chǎn)品和新技術的鑒定成果很多，但屬于技術含量高、具有艱苦技術創(chuàng)新或實現(xiàn)突破的工程不多；根底技術研討不夠；多數(shù)產(chǎn)品屬于外來品的仿制與二次開發(fā)成果，真正屬于自行初次開發(fā)、具有我國知識產(chǎn)權的知

9、名品牌和專利技術的甚少。 產(chǎn)質量量把關不嚴，部分企業(yè)質量認識不強，產(chǎn)質量量尚存在隱患。有些企業(yè)在新品開發(fā)中追求急功近利；市場上以次充好的景象依然存在；有的配套件及材質質量不過關，導致產(chǎn)品運轉中質量事故時有發(fā)生。 行業(yè)整體優(yōu)勢未能充分發(fā)揚，產(chǎn)品智能化程度低，企業(yè)構成系列化、規(guī)?；M的不多，尤其是高技術復合型人才缺乏以及科技資金投入缺乏等。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 二、GIS設備設計理念 GIS設備在上世紀50年代歐洲和日本就開場了相關研討任務，并研發(fā)出相應產(chǎn)品。我國八十年代中后期開場運用GIS設備，第一套運用在廣東江門500kV變電站，由ABB公司制造消費。第一套國內自主消費的GI

10、S設備由沈陽高壓開關廠消費，1992年運用在東北電網(wǎng)500kV遼陽站，已于2007年徹底退役。 國內GIS設計制造技術主要為引進吸收消化國外先進技術理念，進而開場自主開發(fā)的過程。主要設計理念表達在以下幾個方面： 1. 城市電網(wǎng)高速開展的需求； 2. 環(huán)境居民協(xié)調開展的要求； 3. 設備平安可靠運轉的要求； 4. 檢修維護的需求； 5. 延伸至戶外設備的需求。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 三、GIS設備消費情況 消費GIS的國內合資企業(yè)主要有：河南平高東芝高壓開關、蘇州阿?，m高壓電器開關、西門子杭州高壓開關、保定三菱電機天威輸變電設備、山東魯能恩翼帕瓦電機、上海中發(fā)依帕超高壓電器、現(xiàn)代重

11、工中國電氣。 消費GIS的國內企業(yè)主要有：新東北電氣沈陽高壓開關、西安西開高壓電氣股份、河南平高電氣有限責任公司、泰開電氣集團、西安高壓電器研討所電器制造廠等。第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 四、我國高壓SF6斷路器及GIS的技術提高要點 1. 我國消費企業(yè)已掌握了SF6斷路器自能式滅弧技術和動、靜觸頭開斷時反向運動的雙動滅弧室構造等最新技術；在操動機構方面也已完全掌握了液壓機構、彈簧機構和氣動機構的技術，到達了國際程度。 2. 目前國內西安西開高壓電氣股份和河南平高電氣有限責任公司分別完成了550kV單斷口罐式SF6斷路器產(chǎn)品的開發(fā)及全部型式實驗，其技術參數(shù)為額定電壓550kV，額定電流

12、4000A，額定短路開斷50kA。使我國成為世界上為數(shù)不多的掌握該技術的國家之一，到達了世界先進程度，為進一步研制1100kV SF6斷路器和GIS設備奠定了技術根底。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 3. 在特高壓方面：河南平高電氣有限責任公司、西安西開高壓電氣股份、新東北電氣沈陽高壓開關已自主研發(fā)了800kV雙斷口罐式SF6斷路器并經(jīng)過了全部的型式實驗；并開場了1100kV雙斷口SF6斷路器的研制。三家企業(yè)均已開場批量為我國750kV輸變電工程提供GIS和SF6斷路器。 4. 高壓開關設備普通為空氣絕緣開關設備AIS、氣體絕緣金屬封鎖開關設備GIS。20世紀末世界上出現(xiàn)了另一種開關設備

13、，即混合絕緣技術開關設備HGIS,它們是空氣絕緣或/和氣體絕緣組合的緊湊型開關設備。其優(yōu)勢在于，比AIS節(jié)省占地面積，比GIS節(jié)省費用；HGIS運用規(guī)范化模塊，減少了運用的元件數(shù)量，提高了可靠性；同時在缺點情況下，能以較短的時間恢復運轉。目前國內GIS消費企業(yè)均可以消費HGIS產(chǎn)品。其他類似的相關產(chǎn)品有插接式開關系統(tǒng)PASS (the Plug And Switch System)等。 第三部分 GIS設備開展現(xiàn)狀及趨勢 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 一、北京電網(wǎng)220kV草橋變電站GIS缺點情況1. 電氣主接線情況 220kV草橋變電站位于北京市豐臺區(qū)，為220kV負荷變電站，設計規(guī)模

14、為4回進線，4臺主變，本期投產(chǎn)2臺250MVA變壓器。正常情況下兩臺主變分列運轉，變壓器220kV側中性點不接地。全站共4路220kV電源，分別為苑橋一、二南苑站至草橋站、安橋一、二線安定站至草橋站。如圖4-1。 正常方式下草橋變電站4號和5號母線分別由南苑和安定方向供電，草橋站母線聯(lián)絡開關2245處于斷開形狀。由220kV安橋二線2212、苑橋一線2213供電，苑橋二線2211、安橋一線2214為備用形狀，母聯(lián)2245開關斷開自投運轉。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 圖4-1 220kV草橋變電站電氣接線表示圖 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 2. 事故前變電站運轉方式 檢修操作：

15、 草橋變電站開場3號變和220kV安橋二線檢修任務。過程如下： 3號變轉檢修，開關操作順序： 1合上220kV母聯(lián)2245開關; 2合上110kV分段145開關、合上10kV分段245開關，斷開3號變低壓203開關、斷開3號變中壓103開關; 3斷開220kV母聯(lián)2245開關、斷開3號變高壓2203開關。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 安橋二線轉檢修，開關操作順序：接前操作順序 1合上安橋一線2214開關； 2斷開苑橋一線2213開關； 3合上苑橋二線2211開關，帶150MW負荷； 4斷開安橋二線2212開關。 至此，該站改由220kV安橋一、苑橋二線供電，苑橋一線備用，安橋二線檢修。

16、第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 檢修恢復操作: 13號變檢修終了，開場恢復送電； 2合上3號變高壓側2203開關，空充變壓器； 3合上母聯(lián)2245開關1979ms后發(fā)生2214開關缺點跳閘根據(jù)缺點錄波器的記錄，當母聯(lián)2245開關合閘后，從波形圖看出流過進線2214開關、母聯(lián)2245開關電流約440A，三相電流幅值根本相等，闡明2245開關合閘勝利。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 3. 2214間隔事故分析 外觀檢查： 發(fā)惹事故的是上海西門子高壓開關消費的8DN9型252kV GIS 開關設備。事故間隔運轉編號為2214，事故發(fā)生時處于運轉形狀。 經(jīng)對事故現(xiàn)場初步檢查，安橋一線2214間

17、隔A相線路“隔分開關-電纜終端氣室防爆膜破裂，見圖4-2。電纜終端外殼上側有明顯燒灼變色痕跡，見圖4-3。初步判別該氣室發(fā)生對外殼閃絡。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 圖4-2 防爆膜破裂 圖4-3 電纜終端外殼灼燒變色 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 技術組檢查的資料與實驗： 出廠實驗記錄、現(xiàn)場安裝及實驗記錄、運轉巡檢記錄等。 安裝日期：2214間隔于2007年3月24日29日完成安裝。 實驗內容：6月11日完成GIS交接實驗。9月30日完成電纜終端絕緣 實驗。10月1日完成水分丈量及檢漏。 投運日期：10月4日投運。 出廠實驗報告，實驗工程齊全，實驗結果合格。 設備運轉期間，各項

18、記錄值正常。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 解體檢查： 解體步驟： 2214間隔缺點相A相解體檢查分為四個步驟，見圖4-4： 步驟1 翻開電纜終端罐體手孔蓋板； 步驟2 翻開帶電顯示安裝處法蘭蓋板； 步驟3 移開電纜終端罐體； 步驟4 解體隔分開關罐體及裝配； 解體后對缺點相A相氣室內殘留物進展了搜集、檢查。 在解體過程中，因需求了解電纜終端相關零部件構造，對2214間隔的B相也進展了部分解體。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 圖4-4 解體檢查步驟 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 解表達象 解體后的電纜終端罐體手孔蓋板見圖4-4所示。察看發(fā)現(xiàn)： 1手孔蓋板內側有顯著電弧燒灼痕跡

19、，所裝吸附劑蓋板燒化，內部吸附劑散落，見圖4-5。圖4-6是B相正常相蓋板構造。 圖4-5 A相蓋板(缺點相) 圖4-6 B相蓋板(正常相)第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 2翻開帶電顯示安裝法蘭蓋板，該蓋板內側有電弧噴濺痕跡，見圖4-7。圖4-7 帶電顯示器安裝蓋板內側第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 3在移開上述兩個蓋板之后，發(fā)現(xiàn)電纜終端罐體內部放電景象嚴重，主要表現(xiàn)為： a) 電纜終端與GIS銜接部位的滑動觸頭曾經(jīng)被燒掉，構成一個可見斷口，見圖4-8所示。對此部位簡稱為 “A部位，見圖4-11表示圖。圖4-9顯示的是B相正常相同一部位構造。 圖4-8 A相 (缺點相) 圖4-9 B相

20、 (正常相) 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 與滑動觸頭對應部位的罐體內壁上也有大面積燒灼痕跡，見圖4-10。 圖4-10 罐體內壁大面積燒灼 圖4-11 A、B部位表示圖第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 b) 吸附劑蓋板上方罐體內壁與電纜終端導體屏蔽罩對應部位燒損嚴重。圖4-12顯示電纜終端導體屏蔽罩燒損情況，圖4-13顯示對應罐體內壁燒損情況。此部位簡稱為“B部位，見圖4-11表示圖。 圖4-12 電纜終端導體屏蔽罩 圖4-13 吸附劑蓋板上方罐體第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 (4)移開電纜終端罐體見圖4-14 電纜終端罐體吊開后，發(fā)現(xiàn)罐體下部法蘭上積存大量電弧燒蝕殘留物，判別

21、其中一塊較大的是“A部位滑動觸頭外殼殘留物，見圖4-15。其它殘留物多為觸指及電弧熔燒后滴落下來構成的無規(guī)那么塊狀物。罐體下部邊緣也散落著金屬鋁融化物、吸附劑顆粒和SF6電弧分解物粉末。 圖4-14 電纜終端罐體 圖4-15 滑動觸頭外罩及觸指殘留物 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 (5)解體隔分開關單元 隔分開關解體后檢查，動靜觸頭根本良好，外外表覆蓋一層SF6電弧分解物粉末。對圖4-16所示的兩個盆式絕緣子檢查，外表有熏黑景象，也有部分碳化景象，對應外殼上未發(fā)現(xiàn)電弧燒痕，見圖4-17、圖4-18。 圖4-16 隔分開關裝配圖第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 圖4-17 盆式絕緣子1圖

22、4-18 盆式絕緣子2 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 事故分析： 經(jīng)過對解表達象分析，2214間隔A相線路“隔分開關-電纜終端氣室比較明顯的放電部位有2處，即“A部位和“B部位。見圖4-10。 1對“A部位分析如下： “A部位燒損景象如圖4-19所示。該部位導體銜接構造見圖4-20，圖中涉及相關零部件分別為：導體1、滑動觸頭、導體2。 圖4-19 “A部位燒損景象第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 圖4-20 “A部位表示圖 現(xiàn)場察看到導體1端部燒損呈斜角狀，滑動觸頭外殼幾乎完全燒毀，其內部裝配的觸指大部掉落。導體2未見明顯燒損。 分析闡明，電弧首先從導體1端部與滑動觸頭的接觸面燒起，電

23、弧分散，引發(fā)“A部位對外殼放電。 起弧的緣由是導體1端部與滑動觸頭接觸不良，產(chǎn)生部分放電，在長期約5個月帶電過程中，呵斥接觸進一步劣化，當2245開關合閘后有電流流過時，產(chǎn)生電弧導致對外殼放電。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 2對“B部位分析如下： 此處帶電部位無運動部件，對外殼間隔實測值為105mm，普通不會引起放電。但“A部位起弧后，隨著電弧運動到該部位，即呵斥“B部位對外殼嚴重燒損。 分析以為，在完成母聯(lián)2245開關合閘操作后1979ms，“A部位首先起弧，電弧繼續(xù)時間546ms，短路電流約25kA，呵斥氣室內壓力升高，防爆膜破裂。220kV安橋一線、苑橋二線維護動作跳閘，切除缺點

24、。1s后重合動作導致再次起弧，后加速維護動作，61ms切除缺點。 綜合分析，事故的能夠原因一是制造問題，二是安裝不當。技術組核對了制造商提供的相關設計圖紙，對現(xiàn)場完好相的同類零部件進展了實地丈量，丈量結果與圖紙標注尺寸根本相符，未發(fā)現(xiàn)明顯制造問題。因此事故原因判別為安裝不當所致。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 4. 小結: 2021年3月21日，220kV草橋變電站2214間隔A相“隔分開關電纜終端氣室發(fā)生缺點。缺點的直接緣由是該氣室內導體銜接處所用滑動觸頭與導體接觸不良，當本次電流流過時放電，引發(fā)絕緣破壞。 接觸不良系安裝不當所致，緣由如下： 1按本設備買賣合同及IEC/TS 6085

25、9規(guī)范規(guī)定，電纜終端氣室內導體及滑動觸頭銜接屬GIS制造商質量保證范圍，制造商本次未提供有效質量保證； 2制造商未按本設備買賣合同派出專業(yè)人員到達草橋變電站進展2214間隔設備的安裝或指點安裝； 3制造商未按國家及電力行業(yè)規(guī)范GB/T 11022-1999、DL/T 593-2006及買賣雙方技術協(xié)議要求提供相關安裝檢驗文件。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 5. 建議:在安裝階段，對電纜與GIS 的銜接處進展回路電阻丈量；有條件時對電纜與GIS 的銜接處進展部分放電丈量；嚴厲GIS與電纜終端銜接的裝配工藝，進展有效質量保證，確保滑動觸頭裝配接觸可靠。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點

26、二、湖北光谷變220kVGIS4母線事故 1. 事故經(jīng)過 2021年07月26日07:52:02，500kV光谷變220kV#4母線第一、二套母差維護同時動作，根據(jù)錄波圖數(shù)據(jù)：B相缺點后 A、C相相繼缺點動作第二套母差維護啟動3ms后跳母B相，穩(wěn)態(tài)量差動維護20ms后跳母三相。缺點繼續(xù)時間為60ms，缺點電流峰值為57kA。 220kV光左線、光花二回線、#4主變中壓側以及母聯(lián)開關三相跳閘，220kV維護小室缺點錄波器動作。 由于220kV為全GIS設備，接于#4、6母線上的光左線、光花二回線、#4主變中壓側跳閘是由#4、6母線內部缺點引起。以上線路一切維護、缺點錄波、開關動作均正確。 事故緣

27、由初步判別為GIS內部母線缺點引起。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 2. 事故后GIS解體前檢查及解體情況 GIS內部缺點部位定位和確認： 1SF6分解物的測試：4母線13氣室內SO2含量超越3000ppm，其他氣室S02含量均小于2ppm； 2絕緣實驗：500V兆歐表丈量4母線三相對地絕緣和相間絕緣電阻偏低； 3直流電阻原始記錄核對：數(shù)據(jù)合格。 初步斷定缺點點為#4母線13氣室。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 GIS解體檢查情況： 26日晚19：00點，施工單位在廠家監(jiān)視下翻開第六號氣室檢修孔，發(fā)如今接近第五號和第六號氣室對接處第六號氣室內B相母線導體零落?，F(xiàn)場照片如下：第四部分

28、幾起典型的GIS設備缺點 27日下午13：00，拆開GIS進入氣室內進展檢查，外觀檢查發(fā)現(xiàn)：13間隔B相導體零落，導體前端與盆式絕緣子上梅花觸頭銜接處接頭已被電弧燒熔。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 220kV 4母線第6氣室側絕緣盆子B相梅花觸頭下方均壓罩已被電弧燒熔了約為100100mm的缺口，觸指被燒損2片。梅花觸頭內部的導向桿也遭到了嚴重燒蝕。 現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)B相梅花觸頭箍緊彈簧只殘留內側一根正常為三根，下部熔渣中未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的殘留彈簧。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 檢查發(fā)現(xiàn)B相導體未裝限位止釘。 上圖為B相的靜觸頭磨損印跡，可以清楚的看到動

29、觸頭磨損印跡曾經(jīng)超越了限位止釘孔的內沿，假設裝了限位止釘，磨損印跡只會到達限位止釘孔的外沿，由此可以明確的判別，B相筒壁內動靜觸頭裝配時靜觸頭座沒有加裝限位止釘。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 上圖是正常的加裝了限位止釘?shù)挠|頭磨損印跡，可以清楚的看到靜觸頭磨損印跡沒有超越限位止釘處。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 3. 缺點緣由分析 事故調查組首先排除了以下幾類能夠呵斥事故的緣由： 1外部過電壓的影響： 天氣晴，方圓10公里以內無雷電活動。 2內部過電壓的影響： 事故發(fā)生無任何倒閘操作。 3構架、根底沉降的影響： GIS構架，地基完好，無沉降。 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 本次

30、GIS母線事故是由于母線動靜觸頭現(xiàn)場裝配的限位止釘缺失，從而導致母線裝配尺寸發(fā)生變化呵斥GIS內部分場強畸變，最終導致母線單相接地并開展為母線三相接地短路的絕緣事故。GIS安裝，限位止釘缺失導體與筒壁、盆式絕緣子靜觸頭屏蔽罩的幾何尺寸發(fā)生改動GIS內部分場強發(fā)生畸變，導致部分放電產(chǎn)生，長時間的局放導致絕緣不斷劣化母線單相接地，高溫電弧產(chǎn)生，開展成為三相缺點運轉工況的改動導致導體與盆式絕緣子靜觸頭以及絕緣支撐臺發(fā)生相對位移第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 GIS內母線位移的緣由：B相導體銜接觸頭座的限位止釘缺失，GIS運轉帶電后，在電動力作用下，使B相主母線導體發(fā)生串動，發(fā)生相對位移，最終導致

31、盆式絕緣子靜觸頭觸指會與導電桿松脫，從而呵斥導電桿與屏蔽罩、筒壁的幾何尺寸發(fā)生改動。由于內部充有SF6氣體，GIS絕緣間隔非常緊湊。為保證良好的電氣絕緣程度，GIS內部導體普通都采用同軸電場的絕緣構造設計，一旦外形構造遭到破壞，部分場強會急劇添加，超越設計的許用場強后，SF6氣隙將不能接受運轉電壓發(fā)生擊穿，從而呵斥單相接地缺點。 發(fā)生單相接地缺點后，在高溫電弧的作用，SF6氣體快速分解，SF6氣體絕緣特性快速下降，單相接地短路缺點迅速開展為三相相間短路并接地缺點。第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 第四部分 幾起典型的GIS設備缺點 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 1. 運用條件 高壓

32、開關設備的某些技術參數(shù)，如SF6氣體運用壓力、外絕緣的干弧間隔和空氣間隙間隔、外絕緣的爬電間隔、抗震性能等均與運用環(huán)境親密相關。高壓開關設備的運用條件分為正常運用條件和特殊運用條件，正常運用條件又分為戶內和戶外二種。 高壓開關設備的設計和實驗普通是按正常運用條件的要求進展的，這是產(chǎn)品必需滿足的。對于超出正常運用條件的為特殊運用條件，如海拔超越1000m，污穢等級超越級、溫度超越+40或低于-40、運用在能夠發(fā)生地震的地域等。工程運用條件超出規(guī)范中規(guī)定的正常運用條件時，應該特別指出，并按DL/T 593中的2.2提出詳細要求。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 1低溫問題 我國東北地域和西

33、北地域冬季氣溫較低，最低能夠到達45左右，超出了正常運用條件。決議氣體出現(xiàn)液化的關鍵要素為溫度和壓力，在一定的溫度和壓力下，氣體將轉化為液體。對于運用SF6氣體絕緣和滅弧的開關設備，SF6氣體存在低溫液化的能夠，從而影響開關設備的絕緣和開斷性能。因此對于低溫地域選擇SF6瓷柱式斷路器時應思索另一個關鍵要素SF6氣體壓力。 研討闡明，20表壓0.6MPa，可以用在28左右；20表壓0.5MPa，可以用在32左右；20表壓0.4MPa，可以用在38左右。思索到低溫情況斷路器能夠開斷額定短路開斷電流的概率問題，以上數(shù)據(jù)可以適當放寬。另外，GIS設備的SF6額定壓力通常比敞開式設備低，罐式斷路器可在罐

34、體外表安裝加熱帶，因此低溫對這兩類設備影響不明顯。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 2污穢等級的問題 電力行業(yè)規(guī)范DL/T 593規(guī)定：III級污穢為正常運用條件，IV級及以上為特殊運用條件。當污穢等級變化時，受影響的電氣參數(shù)是絕緣子外絕緣爬電間隔，和絕緣子的干弧間隔沒有直接的比例關系。絕緣子的外絕緣爬電間隔運用系數(shù)最小標稱爬電比距額定電壓直徑校正系數(shù)。 而對于爬電間隔和干弧間隔的關系，IEC的技術報告中是這樣闡明的：增大絕緣子的干弧間隔是提高絕緣子爬電間隔的一種手段，按制造廠的閱歷，普通情況下爬電間隔除以干弧間隔小于4，但對于大于4的情況，只需絕緣子經(jīng)過了污穢實驗和絕緣實驗也是可以的

35、。應此，在設備選型時，在一定的污穢等級下，只需修正絕緣子的爬電間隔，但干弧間隔不得小于最小允許值。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 3高海拔與絕緣程度的關系及其修正方法 規(guī)范規(guī)定：對于運用在海拔高于1000m處的設備，其外絕緣在規(guī)范參考大氣條件下的絕緣程度是將運用場所要求的絕緣耐受電壓乘以海拔修正系數(shù)Ka。外絕緣是指空氣間隙及電氣設備固體絕緣的外露外表。在任一海拔處，內絕緣的絕緣特性是一樣的，不需求采取特別的措施。 例如某252kV斷路器需安裝在海拔2000m的地方，其額定絕緣程度為：對地460kV，斷口460145kV，進展海拔修正后的外絕緣應是：對地460 kVKa，斷口外絕緣46

36、0145kVKa，斷口內絕緣460145kV。Ka 。對于工頻、雷電沖擊和相間操作沖擊電壓m=1。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 2. GIS構造的根本要求 1126kV：斷路器和母線全共箱構造； 2252kV：斷路器分箱、母線共箱或分箱構造； 3363kV、550kV：斷路器分箱、母線分箱構造。 無論是共箱構造還是分箱構造，它們各有優(yōu)劣。全共箱構造優(yōu)點是構造緊湊、占地面積小、節(jié)省資料等，但也存在檢修不便、較易引發(fā)相間短路缺點的缺陷；分箱構造的優(yōu)點是檢修維護方便、相間絕緣裕度大，但占地面積大、SF6用氣量較高。用戶普通會根據(jù)工程實踐需求，選擇適宜的構造。 第五部分 與設備性能親密相關

37、的幾個問題 3. 220kV變電站雙母線布置對GIS構造的設計要求 對于雙母線布置的220kV變電站采用GIS設備時，普通要求母線側隔分開關與母線分別為獨立隔室。對于某些制造廠家設計開發(fā)的252kV母線三相共箱式GIS見以下圖，母線側隔分開關與母線共用一個氣室，從運轉檢修的角度分析，該類產(chǎn)品并不適宜雙母線運轉方式。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 當一側母線帶電運轉，另一側母線或隔分開關需求停電檢修時，該型式GIS氣室分割方式無法實現(xiàn)出線回路不停電或另一條母線不停電的要求。 1檢修母線或隔分開關時，需將本間隔內母線或隔分開關氣室的SF6氣體抽至微負壓略低于規(guī)范大氣壓方可解體檢修。由于隔

38、分開關和三相母線共氣室，因此與隔分開關為獨立氣室設計的產(chǎn)品相比，現(xiàn)場抽氣任務量大大添加。 2更重要的是，在抽氣過程中，隔分開關氣室SF6氣體壓力不斷下降，最終抽至大氣壓以下。隔離斷口及對地的絕緣強度下降很多，在對側母線帶電運轉的情況下，能夠發(fā)生隔離斷口擊穿或對地擊穿的事故。為保證平安，運轉部門只能采取兩條母線全部停電的措施進展缺點間隔設備的檢修任務。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 4. 550 kV GISHGIS開合母線充電電流和轉換電流才干的問題 我國運轉規(guī)程要求運用GISHGIS的隔分開關進展開合空載母線的操作，呵斥空載母線長度很長，空載母線充電的電容電流數(shù)值劇增。運轉中發(fā)現(xiàn)，

39、550kV和更高電壓等級系統(tǒng)中，GISHGIS的隔分開關在開合空載母線小的容性電流時，能夠會發(fā)生對地破壞性放電，這是由于隔分開關在開合空載母線時會產(chǎn)生“非常快的瞬態(tài)過電壓，即VFTO。因此，對于用于500 kV、750kV或特高壓系統(tǒng)中的GISHGIS隔分開關要求進展開合母線充電電流實驗。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 通常要求550kV GISHGIS開合母線充電電流值為2A，252 kV 為1A。而目前國內外制造廠提供的252kV550 kV GISHGIS產(chǎn)品普通都按照IEC規(guī)范進展型式實驗，對252kV550 kV GISHGIS的隔分開關合小電容電流值為0.25A和0.5A

40、，顯然型式實驗報告時數(shù)值低于工程的要求值。呵斥這種差別的主要緣由一是受國內實驗條件的限制，二是根據(jù)分析SF6氣體絕緣的隔分開關滅弧性能更強，是可以到達上述2A和1A的要求的。第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 目前西北750kV投運的GIS的隔分開關由于沒有進展該項實驗，隔分開關即使在空載情況下也不允許操作，斷路器只能處于熱備用形狀。 對于252kV550 kV GISHGIS隔分開關同樣還存在一個開合轉換電流才干的問題。運轉規(guī)程規(guī)定雙母線電氣主接線中母線隔分開關應進展切換母線的倒閘操作，此時母線隔分開關需求開合本回路與母聯(lián)回路之間構成閉合回路內的轉換電流。對于HGIS中的隔分開關轉換電壓

41、按敞開式隔分開關思索。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 5. 252kV瓷柱式斷路器氣體壓力密度監(jiān)視安裝的要求 有些制造廠為了減少本錢，采取將斷路器三相本體經(jīng)過管路連通，只安裝一只壓力密度表的做法，但這樣做通常存在幾個弊端。 1出現(xiàn)本體漏氣時不易覺察。如：某斷路器額定壓力0.6Mpa，報警壓力0.55Mpa，閉鎖壓力0.5Mpa。當某一相發(fā)生較為嚴重的滲漏，失掉0.1Mpa的氣量，這時如三相不連通，那么會啟動壓力閉鎖安裝，斷路器不再動作，運轉人員可以及時發(fā)現(xiàn)并停電處置；對于三相氣路連通的設計，那么相當于每相平均損失0.033Mpa的SF6氣體，甚至不會引起報警，很容易被忽視，留下缺陷隱

42、患。第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 2開斷短路缺點時，如一相開斷失敗，在電弧壓力和熱膨脹氣體的作用下，開斷過程中產(chǎn)生的雜質電弧生成物、金屬小顆粒等會經(jīng)過氣體連通管路吹至其它兩相中。在對2006年和2007年發(fā)生的瓷柱式斷路器蒙受延續(xù)雷擊導致斷路器受損或爆炸的事故分析時發(fā)現(xiàn)，完好相瓷套內外表和壓氣筒外外表等多處附著深色雜質，經(jīng)化學分析，雜質成分與缺點相中產(chǎn)生的雜質完全一樣?？梢耘袆e，缺點相中的雜質在高氣壓作用下，經(jīng)過三相連通的SF6氣體管路吹至完好相。這種景象非常隱蔽，往往能夠留下平安隱患。第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 6. 額定絕緣程度確實定 目前國網(wǎng)集中規(guī)模招標各電壓等級開關設備所選用的額定絕緣程度均引自2006年公布的DL/T 593中的數(shù)值，其中有些數(shù)值較老規(guī)范的數(shù)值有所提高，如550kV絕緣程度無論是工頻、操作沖擊和雷電沖擊耐壓程度均比老規(guī)范提高一檔，同時對各電壓等級的斷口耐壓程度也有所提高，這就要求各制造廠商應對目前消費的產(chǎn)品按新的規(guī)范要求進展校核實驗，以滿足運用部門的要求。 第五部分 與設備性能親密相關的幾個問題 7. 關于斷路器合-分時間即金屬短接時間的要求 斷路器合-分時間確實定應該服從于系統(tǒng)事故形狀下的穩(wěn)定要求，空載情況下的合-分時間反映到開斷短路缺