組合電器

中國(guó)南方電網(wǎng)萬(wàn)家燈火南網(wǎng)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(zhì)，以優(yōu)質(zhì)環(huán)氧樹(shù)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(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等多種設(shè)備以及母線等進(jìn)行高度集成和整合，做成標(biāo)準(zhǔn)元件裝在充滿SF6氣體的封閉金屬外殼內(nèi)，并保持一定壓力。各標(biāo)準(zhǔn)元件可制成不同連接形式的標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立結(jié)構(gòu)，再輔以一些過(guò)渡元件（如三通、伸縮節(jié)等），便可適應(yīng)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(diǎn)

第二部分組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理目錄GIS設(shè)備除有優(yōu)越的技術(shù)性能外，由于GIS采用了最小電氣距離的封閉組合結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是設(shè)備所占的土地面積只有常規(guī)設(shè)備的15%--35%這對(duì)我國(guó)節(jié)約土地的國(guó)策是非常有利的，十分符合我國(guó)的國(guó)情。

由于GIS的帶電體和絕緣元件均封閉在金屬外殼內(nèi)，不受外界環(huán)境的影響，且布置的重心低，抗震能力強(qiáng)，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(diǎn)GIS設(shè)備加工精密、選材優(yōu)良、工藝嚴(yán)格、技術(shù)先進(jìn)。另外絕緣介質(zhì)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(kāi)斷能力高，觸頭燒傷輕微，因此GIS設(shè)備的檢修周期長(zhǎng)、故障率低，所以GIS設(shè)備運(yùn)行安全可靠，維護(hù)工作量少。

一、組合電器的優(yōu)點(diǎn)GIS設(shè)備各個(gè)元件的通用性強(qiáng)，采用積木式結(jié)構(gòu)，盡量在制造廠組裝成一個(gè)運(yùn)輸單元。電壓較低的GIS可以整個(gè)間隔作為一個(gè)運(yùn)輸單元，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)就位固定。電壓高的GIS設(shè)備由于運(yùn)輸件很大，不可能整個(gè)間隔運(yùn)輸，但可以分成若干個(gè)運(yùn)輸單元，對(duì)運(yùn)輸單元進(jìn)行少量的安裝、調(diào)整試驗(yàn)以后進(jìn)行拼裝，就可以投入運(yùn)行與常規(guī)的設(shè)備相比，現(xiàn)場(chǎng)工作量減少了80%左右，所以GIS設(shè)備安裝迅速，施工費(fèi)用省。在現(xiàn)代大型發(fā)電廠中尤為重要。

一、組合電器的優(yōu)點(diǎn)GIS設(shè)備的導(dǎo)電部分均為外殼所屏蔽，外殼接地良好，其導(dǎo)電體所產(chǎn)生的輻射，電場(chǎng)干擾等都被外殼屏蔽了。噪音來(lái)自斷路器的開(kāi)斷過(guò)程，也被外殼屏蔽了。因此GIS設(shè)備不會(huì)對(duì)通信、無(wú)線電進(jìn)行干擾。

一、組合電器的優(yōu)點(diǎn)第二部分組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

第一部分組合電器的優(yōu)點(diǎn)

目錄二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)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(jí)通常采用單相單筒式結(jié)構(gòu)，每一個(gè)間隔（GIS配電裝置也是將一個(gè)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(gè)間隔）根據(jù)其功能由若干元件組成，同時(shí)GIS的金屬外殼往往分隔成若干個(gè)密封隔室，稱為氣隔（I、II、III、IV）

,內(nèi)充滿SF6氣體，

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

GIS間隔的氣隔劃分圖1—隔離開(kāi)關(guān)；2—慢速接地開(kāi)關(guān)；3—快速接地開(kāi)關(guān)；4—斷路器；5—電流互感器；6—隔離開(kāi)關(guān)；7—快速接地開(kāi)關(guān)；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—?dú)飧舳⒔M合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

這樣組合的結(jié)構(gòu)，具備三大優(yōu)點(diǎn)：其一，如需擴(kuò)大配電裝置或拆換其一氣隔時(shí)，整個(gè)配電裝置無(wú)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?yàn)槊恳粋€(gè)氣隔都有壓力表或溫度補(bǔ)償壓力開(kāi)關(guān)。其三，如果某一氣隔內(nèi)部出現(xiàn)故障，不會(huì)涉及相鄰氣隔設(shè)備。GIS外殼內(nèi)以盤(pán)式絕緣子作為絕緣隔板與相鄰氣隔隔絕，在某些氣隔內(nèi)，盤(pán)式絕緣子裝有通閥，即可溝通相鄰隔室，又可隔離兩個(gè)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(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)；4--隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)；5—金屬外殼；6導(dǎo)電桿；7—電流互感器；8—外殼短路線；9—外殼連接法蘭；10—?dú)飧舴指钐?，盤(pán)式絕緣子；11—絕緣墊二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

GIS內(nèi)部元件包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)與接地（快速）開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、避雷器、連結(jié)管、過(guò)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用內(nèi)部壓力一般為0.5—0.7Mpa，它的行程，特別是預(yù)壓縮行程較大，因而分閘時(shí)間和金屬短接時(shí)間均較長(zhǎng)。為縮短分閘時(shí)間，將盡量加快操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，加大操作功。

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)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(diǎn)是兩側(cè)出線孔需支持在其他元件上，檢修時(shí)，滅弧室由端蓋方向抽出，因此沒(méi)有起吊滅弧室的高度要求，但側(cè)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(cè)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)一般作為斷路器的支座，檢修時(shí)滅弧室垂直向上吊出，配電室高度要求較高，但側(cè)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(jié)構(gòu)和原理

（2）隔離開(kāi)關(guān)與接地（快速）開(kāi)關(guān)：

GIS隔離開(kāi)關(guān)根據(jù)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(kāi)點(diǎn)

。第二種是接地隔離開(kāi)關(guān)，將主回路通過(guò)這種接地開(kāi)關(guān)直接接地，也就是將直接接在母線的外殼。上面兩種隔離開(kāi)關(guān)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(jié)構(gòu)和原理

隔離刀閘示意圖第三種是快速接地隔離開(kāi)關(guān)，它能合上接地短路電流，這是因?yàn)楫?dāng)GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生接地短路時(shí)，在母線管里會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，它可以在很短的時(shí)間內(nèi)將外殼燒穿，或者發(fā)生母線管爆炸。為了能及時(shí)切斷電弧電源，人為地使電路直接接地，通過(guò)繼電保護(hù)裝置將斷路器跳閘，從而切斷故障電流，保護(hù)設(shè)備不致?lián)p壞過(guò)大。快速接地隔離開(kāi)關(guān)通常都是安裝在進(jìn)線側(cè)。

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

在一般情況下，隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)組合成一個(gè)元件，接地開(kāi)關(guān)很少單獨(dú)成一個(gè)元件。隔離開(kāi)關(guān)在結(jié)構(gòu)上可分直動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式兩種。轉(zhuǎn)動(dòng)式可布置在90°轉(zhuǎn)角處和直線回路中，由于動(dòng)觸頭通過(guò)蝸輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但檢修方便。直動(dòng)式只能布置在90°轉(zhuǎn)角處，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便，且分合速度容易達(dá)到較大值。接地開(kāi)關(guān)一般為直動(dòng)式結(jié)構(gòu)。

二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

（3）電流互感器：GIS中的電流互感器可以單獨(dú)組成一個(gè)元件或與套管、電纜頭聯(lián)合組成一個(gè)元件，單獨(dú)的電流互感器放在一個(gè)直徑較大的筒內(nèi)（或者放在母線筒外面），電流互感器又以根據(jù)需要放大4～6個(gè)單獨(dú)的環(huán)形鐵芯，并可根據(jù)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(hào)。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(dú)的一個(gè)氣室。

220kV以下電壓等級(jí)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(jí)普遍采用電容式電壓互感器。二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

（5）母線：有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是三相母線封閉于一個(gè)筒內(nèi)，導(dǎo)電桿采用條形（盆形）支撐固定，它的優(yōu)點(diǎn)是外殼渦流損失小，相應(yīng)載流量大。但三相布置在一個(gè)筒內(nèi)，不僅電動(dòng)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(guò)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(gè)筒內(nèi)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是杜絕三相短路的可能，筒直徑較同級(jí)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(diǎn)。二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)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(lián)而成的避雷器；另一種為沒(méi)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(hù)性和良好的伏特秒特性等優(yōu)點(diǎn)。二、組合電器的基本結(jié)構(gòu)和原理

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