高鐵變電所運(yùn)行與維護(hù)（一次系統(tǒng)）項(xiàng)目八、高壓配電裝置任務(wù)4、GIS組合電器的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行防護(hù)2目錄一GIS組合電器的概念與分類

二GIS組合電器的工作特點(diǎn)

GIS結(jié)構(gòu)舉例

三GIS中的開關(guān)元件四

對(duì)SF6氣體的防護(hù)措施五一、GIS組合電器的概念與分類

GIS是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件等單元，以及控制、測(cè)量、保護(hù)等裝置和內(nèi)部連接件、絕緣支持件和輔助件固定聯(lián)接后，封閉安裝在一個(gè)或幾個(gè)接地的金屬封閉外殼內(nèi)的成套配電裝置。金屬封閉外殼內(nèi)部充有一定壓力并有優(yōu)異滅弧和絕緣能力的SF6氣體。圓筒形GIS：72.5kV及以上的GIS中，但也有少部分用于中壓系統(tǒng)（如德國(guó)西門子公司的33kV8DA10型GIS）柜形GIS：中壓系統(tǒng)。柜形GIS（Cubicle-GasInsulatedMeatal-enclosedSwtichgear簡(jiǎn)稱C-GIS）主要用作配電和受電設(shè)備，一、GIS組合電器的概念與分類

二、GIS組合電器的工作特點(diǎn)

（1）大量節(jié)省配電裝置占地面積與空間，基本不受外界環(huán)境影響。（2）運(yùn)行可靠性高。（3）土建和安裝工作量小，建設(shè)速度快。（4）檢修周期長(zhǎng)，維護(hù)工作量小。（5）由于金屬外殼接地的屏蔽作用，能消除對(duì)無(wú)線電干擾，也無(wú)靜電感應(yīng)和噪聲等。同時(shí)，也沒有偶然觸及帶電體的危險(xiǎn)，有利于工作人員的安全。三、GIS結(jié)構(gòu)舉例

三、GIS結(jié)構(gòu)舉例如圖示的8DA10型GIS是德國(guó)西門子公司1982年推出的開關(guān)設(shè)備。也是西門子公司的第一種將免維護(hù)真空開關(guān)封閉在充有SF6絕緣氣體的金屬外殼內(nèi)的開關(guān)設(shè)備。

該GIS每相有兩個(gè)接地的鑄鋁圓筒外殼，呈T型排列。上部圓筒中裝有母線、隔離開關(guān)，下部圓筒中裝有真空斷路器，電流互感器放在圓筒之下，電纜接頭由下部引出。采用免維護(hù)的真空斷路器、緊湊式的三工位隔離開關(guān)(切斷負(fù)荷，隔離電路、可行靠接地)，斷路器操作機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)。中壓圓筒形GIS四、GIS中的開關(guān)元件

1.GIS中的斷路器GIS需要配用開斷性能好、電氣壽命長(zhǎng)、運(yùn)行安全、維護(hù)方便的無(wú)油斷路器，主要為SF6斷路器和真空斷路器。SF6斷路器在各個(gè)電壓等級(jí)GIS中廣泛被應(yīng)用。結(jié)構(gòu)上有壓力式、自能式和綜合吹弧式三種。常配用的操作機(jī)構(gòu)有電動(dòng)儲(chǔ)能彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)三種。真空斷路器具有體積小、壽命長(zhǎng)、不需凈化滅弧介質(zhì)、開斷性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。目前，由于單個(gè)滅弧室的最高工作電壓所限，僅在84kV及以下C-GIS中應(yīng)用。如圖是GIS中真空斷路器的典型結(jié)構(gòu)；斷路器固定在斷路器支座上。靜觸頭直接與殼體連接。動(dòng)觸頭與動(dòng)導(dǎo)電桿連接，并從導(dǎo)向板中穿出。四、GIS中的開關(guān)元件

1.GIS中的斷路器四、GIS中的開關(guān)元件滅弧原理依據(jù)電流過零點(diǎn)開斷，電弧自然熄滅。不同的是ABB觸頭采用獨(dú)特螺旋狀結(jié)構(gòu)，減少了觸頭熱應(yīng)力，減小了觸頭的燒蝕，提高了斷流能力。西門子采用了新型材料Cr-Cu合金和獨(dú)特的觸頭結(jié)構(gòu)，提高了耐電弧能力和降低了弧壓降，確保了穩(wěn)定的開斷電流1.GIS中的斷路器四、GIS中的開關(guān)元件

2.GIS中的隔離開關(guān)GIS中使用的隔離開關(guān)由本體和操動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。本體結(jié)構(gòu)有直線型、“T”型和角型三種。通常，每相只有一個(gè)斷口。為了提高斷口水平，對(duì)斷口電場(chǎng)設(shè)計(jì)要求十分嚴(yán)格。除應(yīng)考慮靜電場(chǎng)強(qiáng)外，還要考慮各種分合閘操作時(shí)的動(dòng)態(tài)過程，尤其是分合母線充電電流時(shí)，不得發(fā)生對(duì)外殼放電。動(dòng)觸頭可以作直線運(yùn)動(dòng)，也可以作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般為三相聯(lián)動(dòng)，配用動(dòng)力型簡(jiǎn)易操作機(jī)構(gòu)，如電動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)等，并要求可以就地手動(dòng)操作。為監(jiān)視斷口工作狀態(tài)，常在操縱機(jī)構(gòu)輸出軸或操作桿上裝有分、合閘位置指示器。根據(jù)功能，隔離開關(guān)可分為無(wú)分合能力的和有分合能力的兩類。前者只能起隔離作用，后者具有滅弧能力。四、GIS中的開關(guān)元件3.GIS中的接地開關(guān)GIS用的接地開關(guān)，其結(jié)構(gòu)形式一般為三相聯(lián)動(dòng)。動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)方式有直動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩種。可以單獨(dú)布置，也可以與隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、套管和電纜連接裝置等組裝在一起。接地開關(guān)是主回路接地元件，按其功能可分為如下5種：1)工作接地開關(guān)。其作用是釋放主回路上的殘余電荷，并應(yīng)能耐受短時(shí)電流。確保設(shè)備檢修時(shí)的人身安全。一般配用人力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在斷路器兩側(cè)和母線上。2)有關(guān)合短路能力的接地開關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)能關(guān)合兩次額定動(dòng)穩(wěn)定電流。如不能預(yù)先確定回路不帶電，則應(yīng)采用這種接地開關(guān)。一般裝在GIS進(jìn)(出)線單元的線路側(cè)。3)能開合感應(yīng)電流的接地開關(guān)。當(dāng)GIS的進(jìn)(出)線為長(zhǎng)距離平行共塔線路時(shí)，安裝在線路入口處的接地開關(guān)除應(yīng)能釋放線路殘留電荷和承受短時(shí)電流外，還應(yīng)具有分合電磁感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電流的能力。四、GIS中的開關(guān)元件3.GIS中的接地開關(guān)4）保護(hù)用接地開關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS內(nèi)部電弧故障的保護(hù)作用，操作機(jī)構(gòu)需帶有脫扣裝置，并與保護(hù)裝置相配合。當(dāng)內(nèi)部故障發(fā)生時(shí)，能及時(shí)發(fā)出合閘命令，起動(dòng)脫扣裝置，快速關(guān)合，造成人為的接地通路，使故障電弧電流轉(zhuǎn)移。電弧熄滅后，最終由下級(jí)保護(hù)切除故障。5）能釋放電力電纜殘留電荷的接地開關(guān)。由于電力電纜對(duì)地電容大，殘留電荷量多，安裝在電纜進(jìn)線入口處的接地開關(guān)接地時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的瞬時(shí)振蕩過電壓，常需裝設(shè)合閘電阻。上述后四種接地開關(guān)都必須備有簡(jiǎn)易熄(耐)弧裝置，配用動(dòng)力型操動(dòng)機(jī)構(gòu)，能快速合閘或(和)分閘操作，一般平均速度大于1m/s的，稱之為快速接地開關(guān)。接地開關(guān)還常常被用來(lái)作為GIS主回路參數(shù)和特性的測(cè)試接地端子，為此，要求接地開關(guān)的接地端子能與地電位(即GIS外殼)絕緣，且應(yīng)具有一定的通流能力和絕緣能力。四、GIS中的開關(guān)元件①三位置開關(guān)的位置指示（隔離功能）②三位置開關(guān)的位置指示（接地/接地就緒功能）③應(yīng)答桿④接地開關(guān)的操作孔（接地/接地就緒功能）⑤隔離開關(guān)的操作孔（隔離功能）⑥打開操作孔的控制小門（只有在應(yīng)答桿d朝下時(shí)才能操作）⑦準(zhǔn)備就緒指示4.GIS中的接三位置開關(guān)：隔離開關(guān)和接地開關(guān)的組合五、對(duì)SF6氣體的防護(hù)措施（1）減少SF6氣體的排放量，提高氣體的回收率。設(shè)備內(nèi)的SF6氣體不得向大氣排放，應(yīng)采用凈化裝置回收，經(jīng)處理合格后方準(zhǔn)使用。（2）SF6電氣設(shè)備安裝與主控制室隔離，防止泄漏氣體進(jìn)入主控室。設(shè)備安裝室內(nèi)應(yīng)有良好的排風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)孔應(yīng)設(shè)在室內(nèi)下部，底部應(yīng)設(shè)SF6氣體泄漏報(bào)警器和氧量?jī)x。(3)工作人員不得單獨(dú)或隨意進(jìn)入GIS室，因工作需要必須進(jìn)入時(shí)應(yīng)先排風(fēng)20min