第六章氣體絕緣封閉電器

雷器和連接母線，全部封裝在接地的金屬殼體內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的SF6氣體作為相間及對地的絕緣。國內(nèi)稱之為封閉式組合電器。封閉式組合電器分為分箱式(一相一殼)及共箱式(三相共筒)兩種,近幾年出現(xiàn)了介于GIS及敞開式電器AIS(AirInsulatedSwitchgear)之間的半封閉式組合電器，簡稱H-GIS相間影響小，運(yùn)行中不會出現(xiàn)相間短路故障，而且?guī)щ姴糠峙c接地外殼間采用同軸電場結(jié)構(gòu)，電場的均勻性問題較易解決，制造也較方便；但是，鋼外殼中感應(yīng)電流引起的損耗大，外殼數(shù)量及密封面較多，增加了制造成本及漏氣的幾率，其占地面積和體積也較大。水電站常用于550kV以上。結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸和外殼損耗都較?。坏?，其內(nèi)部電場為三維電場，電場均勻度問1、外形尺寸顯著減少。所以占地面積小，126-500kV只有傳統(tǒng)型開關(guān)站的30%-15%,空間只有20%-10%。2、運(yùn)行安全。全部高壓設(shè)備都密閉在接地的金屬外殼內(nèi)，運(yùn)行人員不會觸及高壓，也沒3、可靠性高。因最大限度地減少或避免與大氣的接觸，各元件受環(huán)境影響小，特別適用于濕熱、污穢、高寒地區(qū)等嚴(yán)酷的環(huán)境條件。4、可整體或若干元件組成一體運(yùn)輸，現(xiàn)場安裝方便、工期短，維護(hù)工作量少，壽命長。圖6-1圖6-23、H型接線系統(tǒng)圖6-3圖6-42、DS—隔離開關(guān)一檢修/故障關(guān)合接地開關(guān)4、BUS—母線5、CT—電流互感器6、VT—電壓互感器7、LA—避雷器8、LCP—就地控制柜9、終端元件5、雙母線接線圖6-5圖6-8圖6-7母線布置方式1、龍灘電站4/3接線系統(tǒng)。快速接地開關(guān)：14臺。電流互感器：129組。避雷器：27相龍灘水電站550kVGIS外形圖(GIS室部分)圖6-10圖6-11龍灘水電站550kVGIS外形圖(主變洞部分)2、3/2接線系統(tǒng)為母線分箱結(jié)構(gòu)圖6-123/2接線系統(tǒng)為母線分箱結(jié)構(gòu)圖6-15ZF9-252GIS用斷路器可根據(jù)配置需要選用立式布置或臥式布置(以立式布置居多)。圖6-13八、標(biāo)準(zhǔn)間隔舉例GIS一般由實(shí)現(xiàn)各種不同功能的單元組成，稱間隔，主要有進(jìn)(出)線間隔、母聯(lián)間隔、1、本體2、拐臂箱3、操作機(jī)構(gòu)圖6-17斷路器圖6-18滅弧室結(jié)構(gòu)7-動弧觸頭8-動主觸頭9-靜弧觸頭10-靜主觸頭斷路器內(nèi)充以相對壓由盆式絕緣子與相鄰氣室三極斷路器的出線方極斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見下圖，下圖中為兩側(cè)出線方圖6-19圖6-19圖6-20滅弧過程(1)彈簧操動結(jié)構(gòu)凸輪在調(diào)試或維護(hù)期間，或蓼瓜生控制電源故障或者彈簧機(jī)構(gòu)棘輪故障等緊急情況正戶前通過手動按下分閘電熱鐵鐵芯、合閘電磁鐵鐵態(tài)使斷路要分、合閘。當(dāng)斷路器各閘承資已儲能，且合問保持將器處于分閘位置時(shí)，用涂潤滑脂軀踐可使橋路器力20N左右。圖6-21彈簧操作機(jī)構(gòu)子6-1合閘彈簧6-3合閘止位銷6-5棘爪6-7傳動軸6-9主拐臂6-11碳子6-13分閘脫扣器6-2合閘脫扣器6-4棘輪6-6拉桿6-8儲能電機(jī)6-10凸輪6-12分閘止位銷6-14分閘彈簧6-15分閘彈簧拐臂6-16傳動拐臂6-17主傳動軸圖6-22圖6(B)分閱位置(合聞彈簧儲能狀態(tài))圖6(C)合聞位置(合聞彈簧未儲能狀態(tài))圖6-23手動操作合、分閘電磁鐵圖6-24如果由于電源或者儲能電機(jī)故障導(dǎo)致不能對合閘彈簧進(jìn)行儲能，可以通過專將手柄插到傘形齒輪的上，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，儲能軸通過最高點(diǎn)后，大齒輪和儲能軸分離，凸輪和儲能保持掣子發(fā)生撞擊，注意：只有經(jīng)過培訓(xùn)的人員才能進(jìn)行手動操作；在手動操作前，請切斷儲能和控制回路電源；檢查并確保斷路器氣室壓力超過閉鎖壓力，如果壓力過低，則不能(2)液壓操動結(jié)構(gòu)圖6-25-三角板、2-棘爪、3-傘形齒輪4-手動儲能手柄A、結(jié)構(gòu)一圖6-268分閘節(jié)流蝶釕9控制單元(轉(zhuǎn)動90°)10碟簧裝配圖7分閘位置液壓操動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖(3)壓縮空氣操動機(jī)構(gòu)/接地開關(guān)(如選用氣動機(jī)構(gòu))操作提供圖6-28圖8合閘位置液壓操動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖注：兩蔽止閻(常開) 重合閘氣壓啟動1,43MPa復(fù)位額定重合聞報(bào)警閉鎖圖6-30斷路器控制柜角形隔離開關(guān)、接地開關(guān)——主回路轉(zhuǎn)折處線形隔離開關(guān)、接地開關(guān)——主回路非轉(zhuǎn)折處(直線處)普通隔離開關(guān)、接地開關(guān)——配電動機(jī)構(gòu)快速隔離開關(guān)、接地開關(guān)——配電動彈簧機(jī)構(gòu)圖6-32角形外部結(jié)構(gòu)6分子篩7開關(guān)傳動轉(zhuǎn)裝配8絕緣拉桿9線形接地開關(guān)線形隔離、接地開關(guān)裝配圖6-33線形內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6-35型布置型布置型布置型布置隔離開關(guān)(分相式)有GL、GR兩種：a.b.圖6-36ZF11-252(L)GR型直動型隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理1靜觸頭2筒體3動觸頭4絕緣桿5齒輪箱圖6-37ZF11-252(L)GL型直動型隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理三工位隔離/接地開關(guān)三工位隔離接地開關(guān)模塊組合了隔離開關(guān)和接地開關(guān)的功能?？蓪?shí)現(xiàn)接地開關(guān)和隔離開關(guān)之間的有效互鎖。三工位隔離接地開關(guān)外部結(jié)構(gòu)2、本體圖6-38三工位隔離/接地開關(guān)三工位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6-39三工位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6-40圖6-41實(shí)物圖不允許操作接地開關(guān)合閘狀態(tài)接地開關(guān)合閘狀態(tài)接地開關(guān)分閘狀態(tài)隔離開關(guān)分閘狀態(tài)隔離開關(guān)合閘狀態(tài)不允許操作圖6-42操作圖2、共相式隔離開關(guān)圖6-43ZF9-252GIS三相共箱式隔離開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖動-4610于動-4610于(1)彈簧操動機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)為彈簧/電動空氣供給系統(tǒng)空氣管2蝸桿3大齒輪4小齒輪6分合閘彈簧7輸出軸8油緩沖器9大錐齒輪10小錐齒輪11電磁鎖12手動搖把圖6-45彈簧結(jié)構(gòu)(2)電動操動機(jī)構(gòu)473場輪a桿大擊輪小齒輪大錐齒輪小錐齒輪1.機(jī)構(gòu)2.本體圖6-47檢查接地開關(guān)圖6-48接地開關(guān)內(nèi)部接地開關(guān)單極裝配結(jié)構(gòu)舉例三相共箱接地開關(guān)三相共箱接地開關(guān)圖6-49接地開關(guān)單級裝配三相共箱式檢修用接地開關(guān)252/363kVGIS三相共箱ES內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-1圖6-50接地開關(guān)五、快速接地開關(guān)(故障接地開關(guān))能的相鄰線路通過靜電耦合和電磁耦合向故障點(diǎn)提供的電流引起的電弧。主要有超高壓電抗器中性點(diǎn)接小電抗和使用快速接地開關(guān)HSGS(HighSpeedGrouning超高壓輸電線路的故障90%以上是單相接地故障，而單相接地故障中約有80%為“瞬時(shí)性”故障。在我國330kV、500kV線路大多采用單相重合閘消除單相接地故障，來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的可靠性。單相重合閘的成功與否取決于故障點(diǎn)的潛供電弧能否自熄。330kV及以上的輸電線路，其潛供電弧一般不能快速自滅，必須采取措施。(220kV及以下輸電線路的潛供電弧均能快速自滅，它不會妨礙單相快速自動重合閘的應(yīng)用。)2、快速接地開關(guān)的作用原理(1)當(dāng)線路發(fā)生單相故障時(shí)，故障線路兩側(cè)開關(guān)斷開，但是由于正常相與故障相之間或與其它平行線路之間存在電磁耦合，出現(xiàn)潛供電流，不利于斷路器熄弧在兩側(cè)開關(guān)斷開時(shí)，自動裝置動作立即合上兩側(cè)的快速接地開關(guān)，將潛供電流引入大地，以(2)當(dāng)外殼內(nèi)部絕緣子出現(xiàn)爬電現(xiàn)象或外殼內(nèi)部燃弧時(shí)，快速接地開關(guān)將主回路快速接地，人為造成短路，繼電保護(hù)動作，利用斷路器切除故障電流。(1)單相接地短路故障發(fā)生，產(chǎn)生一次電??；(3)裝設(shè)于故障相的HSGS動作接地，潛供電弧熄滅；3、快速接地開關(guān)的結(jié)構(gòu)快速接地開關(guān)具有關(guān)合短路電流及開合感應(yīng)電流的能力，由電動彈簧機(jī)構(gòu)驅(qū)動。1-快速接地開關(guān)2-連接機(jī)構(gòu)3-電動彈簧機(jī)構(gòu)圖6-51快速接地開關(guān)4、快速接地開關(guān)的手動操作(1)只有滿足所有的閉鎖條件，才可以進(jìn)行手動操作，同時(shí)設(shè)備必須已經(jīng)解鎖。(2)在緊急情況下，故障關(guān)合接地開關(guān)可以用操作手柄直接動作，當(dāng)手動操作時(shí)，圖6-52電壓互感器筒，線圈裝在同一心柱上，鐵心用四根螺栓固定在外殼底座上。外殼上裝有二次出線盒用于連接測量儀表，進(jìn)行測量和控制，并設(shè)置有吸附劑用于吸附內(nèi)部SF6圖6-53電流互感器電流互感器裝配時(shí)線圈按圖1(以裝3個(gè)線圈為例)中位置1、2、3的順序規(guī)定先裝入保護(hù)絕緣隔板吸附劑外殼外殼接地端子絕緣隔板接地端子圖6-54避雷針屏連分蔽接子環(huán)簡篩屏連分蔽接子環(huán)簡篩圖6-55出現(xiàn)套管頭頭綠4567892323瓷套裝配3、瓷套裝配4、屏蔽環(huán)5、連接筒6、分子篩7、靜觸頭8、接頭圖6-56出線套管序號生產(chǎn)廠家電纜終端1殼體2連接導(dǎo)使3屏蔽導(dǎo)體4螺栓5上部導(dǎo)體6螺栓摞母墊圈7口形圈8過渡法蘭9電纜終端萬萬生產(chǎn)廠家油氣套管1殼體2連接導(dǎo)體3屏蔽45螺栓慣丹執(zhí)圈塵6民句林，執(zhí)圈件土78上部導(dǎo)體9口形固圖6-58圖6-59母線1端蓋2屏藏帽3盆式絕緣子4插入式電聯(lián)接5中相母線6邊相母線7母線相距圈節(jié)裝配(見圖2)8殼體9導(dǎo)電桿10插入式電聯(lián)接圖6-60母線裝配圖母線筒內(nèi)導(dǎo)體為三角形布置，盤式絕緣子通過導(dǎo)體和觸頭將三相母線固定于一定的位置上，并起對地絕緣作用。圖6-61十一、伸縮節(jié)：適應(yīng)熱脹冷縮及地基變形的需要。1-彈性金屬曲管；2一齒輪機(jī)構(gòu)和指針；3一花尾弁屬勞；1-彈性金屬曲管；2一齒輪機(jī)構(gòu)和指針；3一花尾弁屬勞；-65圖6-63伸縮節(jié)圖6-64SF6氣體密度繼電器圖補(bǔ)償作用的雙金屬帶3鉸鏈連接，雙層金屬帶3與齒表6-66名稱備注斷路器氣室其它氣室額定壓力MPa補(bǔ)氣壓力MPa最低功能壓力MPa過壓報(bào)警MPa注：↓表示在壓力下降時(shí)測量，f表示在壓力上升時(shí)測量。圖6-67GIS外殼接地第三節(jié)GIS組合電器的運(yùn)行(1)檢查斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的位置指示器是否正確。(2)檢查控制箱內(nèi)的指示燈、加熱器工作是否正常。(3)檢查SF6氣體壓力表是否正常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在同一溫度下相鄰兩次壓力表讀數(shù)差值達(dá)(4)檢查斷路器和避雷器的動作計(jì)數(shù)器指示數(shù)，并做好記錄。(5)檢查接線端子(包括二次)有無過熱現(xiàn)象。(6)檢查組合電器內(nèi)部有無異常(放電)聲音，及設(shè)備周圍有無異常氣味。(7)檢查盆式絕緣子外露部分有無損傷、裂紋。(8)檢查組合電器各配管及閥門有無損傷，閥門開閉位置是否正確，管道法蘭(絕緣)(9)檢查斷路器空氣箱有無漏氣(壓縮空氣操作)和漏油(液壓機(jī)構(gòu)操作)現(xiàn)象。(11)外殼、支架等應(yīng)無銹蝕、損傷，接地應(yīng)完好，各類箱、柜門應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密，無異常(13)匯控柜控制把手、空氣開關(guān)必須按現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況投退，不得隨意更改。(14)現(xiàn)場控制柜(匯控柜)上各種信號指示、控制開關(guān)的位置應(yīng)正確。3控制鑰匙(限制測量與報(bào)警權(quán)限)4模擬圖(表示該間隔主接線形式)6各裝置位置(分或合)指示器7選擇按鈕(發(fā)出命令前使用)故障指示器(顯示裝置故障)9控制指示器(提供已選擇裝置的可執(zhí)行性)10控制按鈕(分、合)11控制模式選擇(遠(yuǎn)方、就地、鎖定)圖6-68控制柜表6-69序號檢查項(xiàng)目1標(biāo)志牌名稱、編號齊全、完好。2外觀檢查無變形、無銹蝕、連接無松動；傳動元件的軸、銷齊全無脫落、無卡澀；箱門關(guān)閉嚴(yán)密；無異常聲音、氣味等。3氣室壓力在正常范圍內(nèi)，并記錄壓力值。4閉鎖完好、齊全、無銹蝕。5位置指示器與實(shí)際運(yùn)行方式相符6套管完好、無裂紋、無損傷、無放電現(xiàn)象。7避雷器在線監(jiān)測儀指示正確，并記錄泄漏電流值和動作次數(shù)。8帶電顯示器指示正確。9防爆裝置防護(hù)罩無異樣，其釋放出口無障礙物，防爆膜無破裂。匯控柜指示正常，無異常信號發(fā)出；操動切換把手與實(shí)際運(yùn)行位置相符；控制、電源開關(guān)位置正常；連鎖位置指示正常；柜內(nèi)運(yùn)行設(shè)備正常；封堵嚴(yán)密、良好；加熱器及驅(qū)潮電阻接地接地線、接地螺栓表面無銹蝕，壓接牢固。設(shè)備室通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，氧量儀指示大于18%,SF6氣體含量不大于1000mL/L。無異常聲音、異常氣味等?；A(chǔ)無下沉、傾斜。2、SF6氣體監(jiān)控及設(shè)置方式GIS中對SF6氣體的監(jiān)控，主要包括氣體壓力式密度監(jiān)視、氣體檢漏、水分監(jiān)測與控制設(shè)置方式有集中安裝和分散安裝兩種。集中安裝是將各氣室用的壓力表、密度控制器和各種控制閥門都集中裝在箱內(nèi)，通過氣管與氣室相連。分散安裝是將監(jiān)視裝置直接裝在各個(gè)3、GIS中SF6氣體壓力或密度監(jiān)控措施一般每個(gè)氣室均設(shè)置單獨(dú)的SF6氣體監(jiān)控箱，其中包括