GIS基礎(chǔ)知識(shí)分析

廈門華電高壓開(kāi)關(guān)事業(yè)部XiamenHuadianHVSDivisionFundyHongFeb.2023全部或局部承受氣體而不承受處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。它是由斷路器、母線、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器組合而成的高壓配電裝置，全稱為gasinsulatedsubstation。GIS承受的是絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的六氟化硫(SF6)氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，并將全部的高壓電器元件密封在接地金屬筒中電器根底學(xué)問(wèn)GIS的定義：GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、運(yùn)行牢靠性高、運(yùn)行便利、檢修周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、安裝快速、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。GIS的優(yōu)勢(shì)電器根底學(xué)問(wèn)國(guó)家電壓等級(jí)劃分：在我國(guó)電力系統(tǒng)1.電壓1kV及以下的溝通電壓等級(jí)定義為低壓2.電壓1kV以上、330kV以下的溝通電壓等級(jí)定義為高壓3.電壓330kV及以上、1000kV以下的溝通電壓等級(jí)定義為超高壓4.電壓1000kV及以上的溝通電壓等級(jí)定義為特高壓5.電壓±800kV以下的直流電壓等級(jí)定義為高壓直流6.電壓±800kV及以上的直流電壓等級(jí)定義為特高壓直流美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)〔IEEE〕的標(biāo)準(zhǔn)：2.4kV至69kV的電壓等級(jí)稱為中壓我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司(SG)的標(biāo)準(zhǔn)性文件：1kV以上至20kV的電壓等級(jí)稱為中壓。電器根底學(xué)問(wèn)假設(shè)沒(méi)有將SF6氣體把握在0℃以下，則在溫度變化時(shí)絕緣體外表會(huì)形成凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反響生成HF等低氟化物，從而導(dǎo)致沿面的絕緣材料和金屬外表劣化。假設(shè)將SF6露點(diǎn)的允許值把握在較低值，則在溫度變化時(shí)絕緣體外表分散的不是水珠而是冰晶，它對(duì)絕緣性能幾乎沒(méi)有影響。因此，在IEC及國(guó)際上均有規(guī)定：充入GIS的新氣體在額定密度下其露點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)-5℃。水分對(duì)GIS運(yùn)行的影響關(guān)鍵在于：電器根底學(xué)問(wèn)特性參量術(shù)語(yǔ)1.額定電壓——在規(guī)定的使用和性能的條件下能連續(xù)運(yùn)行的最高電壓，并以它確定高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的有關(guān)試驗(yàn)條件。2.額定電流——在規(guī)定的正常使用和性能條件下，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備主回路能夠連續(xù)承載的電流數(shù)值。3.額定頻率——在規(guī)定的正常使用和性能條件下能連續(xù)運(yùn)行的電網(wǎng)頻率數(shù)值，并以它和額定電壓、額定電流確定高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的有關(guān)試驗(yàn)條件。4.額定電流開(kāi)斷電流——在規(guī)定條件下，斷路器能保證正常開(kāi)斷的最大短路電流。5.額定短路關(guān)合電流——在額定電壓以及規(guī)定使用和性能條件下，開(kāi)關(guān)能保證正常開(kāi)斷的電大短路峰值電流。6.額定短時(shí)耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)——在規(guī)定的使用和性能條件下，在確定的短時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)在閉合位置所能承載的規(guī)定電流有效值。電器根底學(xué)問(wèn)7.額定峰值耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)——在規(guī)定的使用和性能條件下，開(kāi)關(guān)在閉合位置所能耐受的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的峰值電流。8.額定短路持續(xù)時(shí)間(額定動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間)——開(kāi)關(guān)在合位置所能承載額定短時(shí)耐受電流的時(shí)間間隔。9.溫升——開(kāi)關(guān)設(shè)備通過(guò)電流時(shí)各部位的溫度與四周空氣溫度的差值。

10.功率因數(shù)(回路的)——開(kāi)關(guān)設(shè)備開(kāi)合試驗(yàn)回路的等效回路，在工頻下的電阻與感抗之比，不包括負(fù)荷的阻抗。11.額定短時(shí)工頻耐受電壓——按規(guī)定的條件和時(shí)間進(jìn)展試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備耐受的工頻電壓標(biāo)準(zhǔn)值〔有效值〕。12.額定操作〔雷電〕沖擊耐受電壓——在耐壓試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備絕緣能耐受的操作(雷電)沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)值。電器根底學(xué)問(wèn)操作術(shù)語(yǔ)1.操作——?jiǎng)佑|頭從一個(gè)位置轉(zhuǎn)換至另一個(gè)位置的動(dòng)作過(guò)程。2.分〔閘〕操作——開(kāi)關(guān)從臺(tái)位置轉(zhuǎn)換到分位置的操作。3.合〔閘〕操作——開(kāi)關(guān)從分位置轉(zhuǎn)換換到合位置的操作。4.“合分”操作——開(kāi)關(guān)合后，無(wú)任何有意延時(shí)就立刻進(jìn)展分的操作。5.操作循環(huán)——從一個(gè)位置轉(zhuǎn)換到另一個(gè)裝置再返回到初始位置的連續(xù)操作；如有多位置，則需通過(guò)全部的其他位置。6.操作挨次——具有規(guī)定時(shí)間間隔和挨次的一連串操作。7.自動(dòng)重合〔閘〕操作——開(kāi)關(guān)分后經(jīng)預(yù)定時(shí)間自動(dòng)再次合的操作挨次。8.關(guān)合〔接通〕——用于建立回路通電狀態(tài)的合操作。9.開(kāi)斷〔分?jǐn)唷场谕姞顟B(tài)下，用于回路的分操作。10.自動(dòng)重關(guān)合——在帶電狀態(tài)下的自動(dòng)重合〔閘〕操作。

11.開(kāi)合——開(kāi)斷和關(guān)合的總稱。12.短路開(kāi)斷——對(duì)短路故障電流的開(kāi)斷。電器根底學(xué)問(wèn)13.短路關(guān)合——對(duì)短路故障電流的關(guān)合。14.近區(qū)故障開(kāi)斷——對(duì)近區(qū)故障短路電流的開(kāi)斷。15.觸頭開(kāi)距——分位置時(shí)，開(kāi)關(guān)的一極各觸頭之間或具連接的任何導(dǎo)電局部之間的總間隙。16.行程觸頭的——分、合操作中，開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭起始位置到任一位置的距離。17.超行程——合閘操作中，開(kāi)關(guān)觸頭接觸后動(dòng)觸頭連續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離。18.分閘速度——開(kāi)關(guān)分〔閘〕過(guò)程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)行速度。19.觸頭剛分速度——開(kāi)關(guān)合〔閘〕運(yùn)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭的分別瞬間運(yùn)動(dòng)速度。20.合閘速度——開(kāi)關(guān)合〔閘〕過(guò)程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)速度。21.觸頭剛合速度——開(kāi)關(guān)合〔閘〕過(guò)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭的接觸瞬間運(yùn)動(dòng)速度。22.開(kāi)斷速度——開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷過(guò)程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)的速度。23.關(guān)合速度——開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷過(guò)程中，運(yùn)觸頭的運(yùn)動(dòng)速度。電器根底學(xué)問(wèn)SF6氣體電氣特性(1)SF6分子很簡(jiǎn)潔吸附自由電子，形成負(fù)離子，具有較強(qiáng)的電負(fù)性。但在確定電場(chǎng)下，這些離子很難積存足夠的能量導(dǎo)致氣體電離。同時(shí)由于氣體中的自由電子削減，還降低了這些電子簡(jiǎn)潔使氣體被擊穿的危害。因此，SF6氣體具有良好的絕緣性能，在均勻電場(chǎng)中SF6的絕緣強(qiáng)度比空氣大2—3倍，在0.3Mpa壓力下，絕緣強(qiáng)度超過(guò)變壓器油。但在不均勻電場(chǎng)中，其絕緣強(qiáng)度會(huì)下降，因此六氟化硫斷路器的部件多呈同心圓狀，以使電場(chǎng)均勻。

電器根底學(xué)問(wèn)2)SF6分子具有較強(qiáng)的電負(fù)性，使SF6具有強(qiáng)大的滅弧力氣。由于SF6分子吸附自由電子后變?yōu)樨?fù)離子，負(fù)離子簡(jiǎn)潔和正離子復(fù)合形成中性分子，使電弧空間的導(dǎo)電性能很快消逝。特殊在電弧電流接近零值時(shí)，這種作用更加顯著。假設(shè)例用SF6氣體吹弧，使大量新穎的SF6分子不斷和電弧接觸則滅弧更加快速。

由于SF6氣體滅弧力氣強(qiáng)，從導(dǎo)電電弧向絕緣體變化速度特殊快，所以SF6斷路器的開(kāi)斷電流大，開(kāi)斷時(shí)間短。在同一電壓等級(jí)，同一開(kāi)斷電流和其它條件一樣的條件下，SF6斷路器的串聯(lián)斷口較少。

〔3〕SF6氣體是多原子的分子氣體，在電弧高溫下分解和電離的狀況特殊簡(jiǎn)潔。SF6氣體中弧心局部導(dǎo)熱率低，溫度高，電導(dǎo)率大，其外焰局部導(dǎo)熱率高，溫度低，電導(dǎo)率小，所以電弧電流幾乎集中在弧心局部。因此，在SF6氣體中，可以看到很細(xì)