組合電器

中國南方電網萬家燈火南網情深SF6全封閉組合電器（也稱GIS），是一種以氣體為絕緣和滅弧介質，以優(yōu)質環(huán)氧樹脂絕緣子作為支撐的粉筆式成套電器。它利用SF6氣體的高絕緣性能，將斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等多種設備以及母線等進行高度集成和整合，做成標準元件裝在充滿SF6氣體的封閉金屬外殼內，并保持一定壓力。各標準元件可制成不同連接形式的標準獨立結構，再輔以一些過渡元件（如三通、伸縮節(jié)等），便可適應不同形式主接線的要求，組成成套配電裝置。

GIS組合電器第一部分組合電器的優(yōu)點

第二部分組合電器的基本結構和原理目錄GIS設備除有優(yōu)越的技術性能外，由于GIS采用了最小電氣距離的封閉組合結構，其最大的優(yōu)點就是設備所占的土地面積只有常規(guī)設備的15%--35%這對我國節(jié)約土地的國策是非常有利的，十分符合我國的國情。

由于GIS的帶電體和絕緣元件均封閉在金屬外殼內，不受外界環(huán)境的影響，且布置的重心低，抗震能力強，因而它適宜使用在環(huán)境條件惡劣的地區(qū)。

一、組合電器的優(yōu)點GIS設備加工精密、選材優(yōu)良、工藝嚴格、技術先進。另外絕緣介質使用SF6氣體，其絕緣性能、滅弧性能都優(yōu)于空氣。斷路器的開斷能力高，觸頭燒傷輕微，因此GIS設備的檢修周期長、故障率低，所以GIS設備運行安全可靠，維護工作量少。

一、組合電器的優(yōu)點GIS設備各個元件的通用性強，采用積木式結構，盡量在制造廠組裝成一個運輸單元。電壓較低的GIS可以整個間隔作為一個運輸單元，運到施工現場就位固定。電壓高的GIS設備由于運輸件很大，不可能整個間隔運輸，但可以分成若干個運輸單元，對運輸單元進行少量的安裝、調整試驗以后進行拼裝，就可以投入運行與常規(guī)的設備相比，現場工作量減少了80%左右，所以GIS設備安裝迅速，施工費用省。在現代大型發(fā)電廠中尤為重要。

一、組合電器的優(yōu)點GIS設備的導電部分均為外殼所屏蔽，外殼接地良好，其導電體所產生的輻射，電場干擾等都被外殼屏蔽了。噪音來自斷路器的開斷過程，也被外殼屏蔽了。因此GIS設備不會對通信、無線電進行干擾。

一、組合電器的優(yōu)點第二部分組合電器的基本結構和原理

第一部分組合電器的優(yōu)點

目錄二、組合電器的基本結構和原理

GIS一般可分為單相單筒式和三相共筒式兩種形式。220KV及以上電壓等級通常采用單相單筒式結構，每一個間隔（GIS配電裝置也是將一個具有完整的供電、送電或具有其他功能的一組元器件稱為一個間隔）根據其功能由若干元件組成，同時GIS的金屬外殼往往分隔成若干個密封隔室，稱為氣隔（I、II、III、IV）

,內充滿SF6氣體，

二、組合電器的基本結構和原理

二、組合電器的基本結構和原理

內部結構示意圖

GIS間隔的氣隔劃分圖1—隔離開關；2—慢速接地開關；3—快速接地開關；4—斷路器；5—電流互感器；6—隔離開關；7—快速接地開關；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—氣隔二、組合電器的基本結構和原理

這樣組合的結構，具備三大優(yōu)點：其一，如需擴大配電裝置或拆換其一氣隔時，整個配電裝置無需排氣，其他間隔可繼續(xù)保持SF6氣壓。其二，若發(fā)生SF6氣體泄露，只有故障氣隔受影響，而且泄露很容易查出，因為每一個氣隔都有壓力表或溫度補償壓力開關。其三，如果某一氣隔內部出現故障，不會涉及相鄰氣隔設備。GIS外殼內以盤式絕緣子作為絕緣隔板與相鄰氣隔隔絕，在某些氣隔內，盤式絕緣子裝有通閥，即可溝通相鄰隔室，又可隔離兩個氣隔。隔室的劃分視其配電裝置的布置和建筑物而定。

二、組合電器的基本結構和原理

GIS間隔的總體組成圖（以220KV的GIS為例）

1—

斷路器；2—斷路器操作箱；3—隔離開關與接地開關操作機構；4--隔離開關與接地開關；5—金屬外殼；6導電桿；7—電流互感器；8—外殼短路線；9—外殼連接法蘭；10—氣隔分割處，盤式絕緣子；11—絕緣墊二、組合電器的基本結構和原理

GIS內部元件包括斷路器、隔離開關與接地（快速）開關、電流互感器、電壓互感器、母線、避雷器、連結管、過渡元件、SF6充氣套管等元件。（1）斷路器：有單壓式和雙壓式兩種。目前廣泛采用的是單壓式斷路器。單壓式斷路器結構簡單，使用內部壓力一般為0.5—0.7Mpa，它的行程，特別是預壓縮行程較大，因而分閘時間和金屬短接時間均較長。為縮短分閘時間，將盡量加快操作機構的運行速度，加大操作功。

二、組合電器的基本結構和原理

二、組合電器的基本結構和原理

斷路器示意圖單壓式斷路器的斷口可以垂直布置也可以水平布置。水平布置的特點是兩側出線孔需支持在其他元件上，檢修時，滅弧室由端蓋方向抽出，因此沒有起吊滅弧室的高度要求，但側向則要求有一定的寬度。

斷口垂直布置的斷路器，出線孔布置在兩側，操動機構一般作為斷路器的支座，檢修時滅弧室垂直向上吊出，配電室高度要求較高，但側面距離一般比斷面水平布置的斷路器為小。

二、組合電器的基本結構和原理

（2）隔離開關與接地（快速）開關：

GIS隔離開關根據用途可分為不同的三種形式

:第一種是只切斷主回路，使電氣回路有一明顯的斷開點

。第二種是接地隔離開關，將主回路通過這種接地開關直接接地，也就是將直接接在母線的外殼。上面兩種隔離開關不能切斷主電流，只能切斷電感電流和電容電流。

二、組合電器的基本結構和原理

隔離刀閘示意圖第三種是快速接地隔離開關，它能合上接地短路電流，這是因為當GIS設備內部發(fā)生接地短路時，在母線管里會產生強烈的電弧，它可以在很短的時間內將外殼燒穿，或者發(fā)生母線管爆炸。為了能及時切斷電弧電源，人為地使電路直接接地，通過繼電保護裝置將斷路器跳閘，從而切斷故障電流，保護設備不致損壞過大。快速接地隔離開關通常都是安裝在進線側。

二、組合電器的基本結構和原理

在一般情況下，隔離開關和接地開關組合成一個元件，接地開關很少單獨成一個元件。隔離開關在結構上可分直動式和轉動式兩種。轉動式可布置在90°轉角處和直線回路中，由于動觸頭通過蝸輪傳動，結構復雜，但檢修方便。直動式只能布置在90°轉角處，結構簡單，檢修方便，且分合速度容易達到較大值。接地開關一般為直動式結構。

二、組合電器的基本結構和原理

（3）電流互感器：GIS中的電流互感器可以單獨組成一個元件或與套管、電纜頭聯合組成一個元件，單獨的電流互感器放在一個直徑較大的筒內（或者放在母線筒外面），電流互感器又以根據需要放大4～6個單獨的環(huán)形鐵芯，并可根據需要選擇不同的電流比。

（4）電壓互感器：電壓互感器有兩種型號。一種是電磁式的；一種是電容式的。兩種都可豎放或橫放，它們直接接在母線管上。電壓互感器作為單獨的一個氣室。

220kV以下電壓等級一般采用環(huán)氧澆注的電磁式電壓互感器，550kV及以下電壓等級普遍采用電容式電壓互感器。二、組合電器的基本結構和原理

（5）母線：有兩種結構形式，一種是三相母線封閉于一個筒內，導電桿采用條形（盆形）支撐固定，它的優(yōu)點是外殼渦流損失小，相應載流量大。但三相布置在一個筒內，不僅電動力大而且存在三相短路的可能性。220kV以下三相母線因直徑過大難以分割氣隔，回收SF6氣體工作量很大。所以一般采用三相共筒。

單相母線筒是每相母線封閉于一個筒內，它的主要優(yōu)點是杜絕三相短路的可能，筒直徑較同級電壓的三相母線小，但存在著占地面積較大，加工量大和溫度損耗大等特點。二、組合電器的基本結構和原理

（6）避雷器：GIS避雷器有兩種，一種為帶磁吹火花的碳化硅非線型電阻串聯而成的避雷器；另一種為沒有火花間隙的氧化鋅避雷器。后者有較高的通流容量和吸收能力。目前，廣泛采用氧化鋅避雷器，氧化鋅與磁吹避雷器相比，具有殘壓低，尺寸及重量小，具有穩(wěn)定的保護性和良好的伏特秒特性等優(yōu)點。二、組合電器的基本結構和原理

（7）氣隔：用于隔離SF6氣體，進行氣室劃分。氣室的劃分一是便于運行，維護和檢修，當發(fā)生故障需要檢修時，可將停電范圍限制最少范圍內；二是根據SF6氣體的壓力不同而分成不同的氣室。如斷路