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1. GIS設備分類
GIS設備按照安裝地點可分為戶內式和戶外式兩種。戶外式GIS設備是在戶內式GIS設備基礎上增加防雨和防塵設備，其余結構都相同。
GIS設備按照設備集中組合程度可分為GIS(全GIS)和HGIS(半GIS)兩種。
2. GIS設備出線方式
(1) 架空線引出方式。GIS設備用SF6/空氣瓷套管與架空線相連。
(2) 電纜引出方式。GIS設備出線端直接與高壓電纜相連，密封墊的一側為SF6氣體，另一側為電纜油。
(3) GIS設備出線端直接與主變壓器對接。此時連接套管的一側充有SF6氣體，另一側則充有變壓器油。
3. GIS設備罐體結構形式
(1) 全三相共箱式結構。不僅三相母線，而且三相斷路器和其他電氣元件采用共箱罐體。
(2) 不三相共箱式結構。母線采用三相共箱式，而斷路器和其他電氣元件采用分箱式。
(3) 全分箱式結構。包括母線在內的所有電氣元件都采用分箱式罐體。
全三相共箱式結構的體積和占地面積小，消耗鋼材少，加工工作量小，但技術要求高，額定電壓越高，制造難度越大，在實際中運用較少。不三相共箱式結構和全分箱式結構運用比較普遍。全分箱式結構主要運用于超高壓和特高壓配電裝置中。
4. GIS配電裝置現(xiàn)場布置方式
(1) 適合GIS配電裝置的主接線方式:
1) 橋形接線;
2) 單母線分段接線;
3) 雙母線分段接線(包括雙母線單分段和雙母線雙分段);
4) 3/2斷路器接線;
5) 多角形接線;
(2) 各種電壓等級GIS配電裝置現(xiàn)場典型布置。
1) 110, 220, 330, 500kV的單母線接線和雙母線分段接線，可按照開放式設備的配電裝置布置方式，將母線置于上層或者在地面一側布置，出線間隔置于底層或者母線一側并排布置。
2) 110kV環(huán)形接線方式，斷路器按環(huán)形連接，出線隔離開關及線路電容式電壓互感器(CVT)等設備在環(huán)形的外圍并排布置。
3) 330, 500, 750kV及1000kV 3/2斷路器接線方式的GIS配電裝置現(xiàn)場布置方式有兩種:①按照“一”字形布置，即兩段母線架空布置，其他所有斷路器間隔***尾相連“一”字形排列;②與3/2斷路器接線開放式設備布置一致，兩段母線分別置于配電裝置的兩端，每一串設備分別連接于兩段母線，串與串之間并排布置。
4) 330kV和500kV雙母線接線方式，主母線和分支母線有三相共箱式、三相全分箱式和主母線共箱而分支母線分箱式結構。
5. GIS設備氣室
由于不同元件氣室的SF6氣體壓力要求不同，也為了檢修方便，將GIS內部相同壓力或不同壓力的各電氣元件的氣室間設置使氣體互不相通的密封間隔，稱為氣隔，每一個間隔也叫一個氣室。
(1) 設置氣隔有以下好處:
1) 可以將不同SF6氣體壓力的各電氣元件分隔開。
2) 有特殊要求的元件(如避雷器、電壓互感器等)可以單獨設立一個氣室。
3) 在檢修時可以減少停電范圍。
4) 可以減少檢修時SF6氣體的回收和充放氣工作量。
5) 有利于安裝和擴建工作。
(2) GIS中斷路器與其他電氣元件***分為不同的氣室。
1) 由于斷路器氣室內SF6氣體壓力的選定要滿足滅弧和絕緣兩方面的要求，而其他電氣元件內SF6氣體壓力只需考慮絕緣性能方面的要求，兩種氣室的SF6氣壓不同，所以不能連為一體。
2) 斷路器氣室內的SF6氣體在電弧高溫作用下可能分解成多種有腐蝕性和毒性的物質，在結構上斷路器氣室與其他氣室不連通就不會影響其他氣室電氣元件的性能。
3) 斷路器的檢修幾率比較高，斷路器氣室與其他氣室分開后，要檢修斷路器時就不會影響到其他電氣元件的氣室，因而縮小了檢修范圍。
6.伸縮節(jié)(也叫金屬波紋管)
由于GIS各設備間組成復雜，金屬筒體在使用中有熱脹冷縮現(xiàn)象，GIS基礎也可能有較小位移，所以在GIS母線或者出線間隔安裝一定數(shù)量的伸縮節(jié)。伸縮節(jié)的具體作用是:
(1) 吸收地基及設備等的附件制作誤差和組裝安裝誤差。
(2) 吸收設備外殼和基礎的相對熱伸縮。
(3) 發(fā)生事故時，有伸縮節(jié)，容易將設備進行拆卸和重新組裝。
(4) 減少傳達到外殼的機械振動力。
(5) 補償?shù)卣鸷偷鼗孪莸乳L期的地質因素變化引起的設備應力。
(6) 吸收因通過電流引起外殼與地基間相對位移。
7. GIS設備SF6氣體密度繼電器及設置原則
為了監(jiān)視GIS設備密封是否良好，氣室中的SF6氣體是否有泄漏，在GIS設備每個氣室裝設一到兩個壓力表或者密度計來監(jiān)視氣室壓力變化情況。壓力表受環(huán)境溫度影響較大，密度計裝有溫度補償裝置，受環(huán)境溫度影響較小。GIS設備的每個氣室均裝有SF6氣體密度繼電器或者壓力表，并直接與罐體相連。
使用于GIS設備中的密度計均帶有信號接點，也叫密度繼電器，是一種使用接點附著型壓力計。一般斷路器氣室正常壓力為0. 55~0.6MPa。除斷路器以外的其他氣室正常壓力為0.5-0.55MPa.個別廠家GIS設備氣室的壓力要求較低，比如:110kV線路電壓互感器氣室的額定壓力是0. 4MPa，報警值為0. 35MPa。所有GIS設備氣室壓力在正常范圍內，可以進行倒閘操作。
8. GIS設備外殼
(1) 由于電氣設備都裝在筒體(也稱為罐體、殼體)內，那么這個筒體也就是GIS的外殼，***滿足一定的性能要求:
1) 能充分滿足GIS組合電器所有設備的各項強度要求，能夠誘導循環(huán)電流、磁滯現(xiàn)象及外電流***小化，***是防腐材質的金屬。
2) GIS的外殼應能滿足在異常情況下的氣體壓力，并能滿足因電流產(chǎn)生的短暫內部電弧，且對其他結構不會產(chǎn)生影響，能夠充分承受電弧引起的壓力上升。
3) GIS殼體的保護方式有兩種:一種是用防爆裝置，即壓力釋放裝置;另一種是采用快速接地開關。1000kV及750kV GIS各個氣室不設置專門的壓力釋放裝置。500kV及以下電壓等級的GIS，部分廠家在各個氣室都設置了專門的壓力釋放裝置(也叫防爆膜)。對不設計壓力釋放裝置的GIS筒體剛性要求更高。
4) GIS的外殼連接螺栓部位使用密封墊圈，凸緣相接觸的外面用硅樹脂進行處理，里面則進行防水劑處理。因為隨時要通過檢測窗檢查內部，需要經(jīng)常開關，兩個元件氣室接觸面使用雙重密封圈結構。
5) GIS外殼的允許感應電壓:通過人體的安全電流***小于等于1mA的要求，在GIS安裝后現(xiàn)場運行時，其外殼的正常感應電壓、故障感應電壓都應滿足人體單手接觸殼體和雙手同時接觸殼體的***小值，人體接觸單相殼體和同時接觸兩相殼體的感應電壓也應滿足人體允許的***小值。
(2) 三相分箱式GIS母線，正常運行時外殼就有一定感應電壓，為防止感應電壓對設備和人員安全的影響，一般采取以下措施:
1) 安裝接地線，接地線截面積按照GIS設備的熱穩(wěn)定要求計算,各元件的接地線應并聯(lián)后直接連接主地網(wǎng)。當變電站內GIS間隔較多時，可設置兩條接地母線，每條接地母線與主接地網(wǎng)的連接點不少于兩個。
2) 分箱式母線接地前，應先用金屬板將三相母線筒的接地線連接在一起后再接地。由于正常運行時三相母線感應電壓平衡，因此，通過接地線的電流是三相不平衡感應電流，其數(shù)值較小。
3) 為防止GIS感應電流通過設備支架、運行平臺、樓梯、扶手等金屬管產(chǎn)生環(huán)流，應對其外殼進行多點接地。
4) GIS電纜外皮、金屬管道只允許一點接地，防止產(chǎn)生環(huán)流。
5) GIS設備與主變壓器連接時，GIS設備與套管之間絕緣應良好。
6) 三相聯(lián)動的隔離開關、接地開關的連接桿之間應絕緣。
(3) 三相共箱式GIS母線正常運行時，三相電流平衡，在外殼上的感應電壓為零，外殼沒有渦流，不會發(fā)熱，也不會對運行維護人員有安全危險。發(fā)生故障時，三相電壓失去平衡，外殼上將有感應電壓，產(chǎn)生環(huán)流，對運行維護人員的安全造成威脅。所以，三相共筒式GIS母線外殼及其金屬結構都要多點接地，接地線的截面積按通過的***大故障電流計算。
(4) GIS筒體伴熱帶。筒體伴熱帶的使用方法是當氣溫降至-30℃時，將伴熱帶投人。當氣溫上升至-20℃時，將伴熱帶斷開。同一個罐體上的兩根伴熱帶定期輪流使用，以延長其使用壽命。
9. GIS中的絕緣子
GIS設備中的絕緣子有兩種:隔斷氣室用的盆式絕緣子和支持GIS母線等元件的支持絕緣子。支持絕緣子及隔離區(qū)域用的盆式絕緣子，都是用環(huán)氧樹脂制成的真空狀態(tài)絕緣子，在絕緣子內沒有空氣。支持絕緣子的強度能夠保持在絕緣子發(fā)生故障時，克服電磁力，保持導體與外殼間有足夠的距離。
隔離用的盆式絕緣子，在正常情況下，具備承受隔離兩個氣室間有可能發(fā)生的***大壓力差的機械強度。也就是說既能承受隔離的一側因持續(xù)的內部電弧達到***大氣體壓力狀態(tài)，另一側則是正常狀態(tài)時的壓力差;又能承受隔離的一側氣室在維修及正常狀態(tài)下，有可能發(fā)生的***大壓力，另一側氣室的氣體則泄漏掉而處于真空狀態(tài)。盆式絕緣子發(fā)生故障時,其強度能夠滿足抵御故障時產(chǎn)生的電磁力，充分保持導體與外殼的有效間隔距離。
10. GIS設備的吸附劑
在GIS設備筒體檢修人員入孔處安裝有吸附劑，目的是吸收SF6氣體中的潮氣及氣態(tài)分解物。GIS中所使用吸附劑的主要成分是活性氧化鋁Al2O3，它能吸附SOF2、S02F2、SO2、S2 F10O、SOF4等分解物，有較好的選擇性，它不吸收SF6氣體，所以在GIS設備中被廣泛使用。
活性炭、燒堿、石灰等吸附劑，雖然各有利弊，但綜合性能仍然不及活性氧化鋁好。
11. GIS設備中的梅花觸頭
在GIS設備中，當一個區(qū)域與其他區(qū)域的外殼和螺栓相接觸時，導體間的接觸電阻自動形成。使用梅花觸頭，在額定電壓下通過額定電流，或者通過事故電流時，導體接觸部位在適當?shù)膲毫ο孪嘟佑|，維持了較低的接觸電阻。
使用鍍銀的梅花觸頭還能夠防止因外殼收縮而引起導體接觸面減小。
12. GIS設備的操作平臺及梯架
GIS設備運行時，需要手動操作的部位，如隔離開關、接地開關等附有平臺及梯架，按部位分別使用不銹鋼或鍍鉛，主要為了抑制平臺及梯架因泄漏磁場而產(chǎn)生的循環(huán)電流，抑制形成閉合環(huán)而采用特殊的結構，并且每個平臺及梯架都與接地網(wǎng)裝置***連接，***了設備及運行操作人員安全。
13. GIS中的水分
(1) GIS設備中水分的來源:
1) GIS設備在制造、運輸、安裝、檢修過程中有可能接觸水分，水分會逐漸浸入。
2) GIS設備的絕緣件里帶有的水分，在運行過程中，慢慢向外釋放。
3) GIS中的吸附劑自身帶有一定水分。
4) 水蒸氣分子直徑小于SF6氣體分子直徑，在運行中，水仍然可以通過GIS密封不是很嚴的部位進去。
5) SF6氣體中含有水分。
(2)水分對GIS設備的危害:
1) 水分會引起設備化學腐蝕。
2) 水分會對電氣設備的絕緣件造成危害。
(3)如何控制GIS設備中水分含量:
1) 控制SF6氣體中水分含量。
2) 改善GIS設備密封質量，改善安裝工藝。
3) 在GIS中放置不易潮解的吸附劑。
4) 改善GIS設備安裝環(huán)境，減少GIS設備大氣環(huán)境中水分的進人的機會。
14. GIS斷路器
(1) 斷路器分類。GIS斷路器按照現(xiàn)場布置方式分為立式和臥式兩種。
立式用于220kV及以下電壓等級的GIS設備;20kV及以下電壓等級的GIS若采用立式，則需要增加安裝廠房的高度，變電站的空間走廊也將受到影響，所以一般采用臥式。
GIS斷路器按照斷口數(shù)量分為單斷口斷路器、雙斷口斷路器和多斷口斷路器。
(2) 斷路器操動機構。
1) 斷路器操動機構按配備數(shù)量分為分相操動機構和三相共用一臺操動機構。
2) 斷路器操動機構按提供能量的方式分為氮氣儲能液壓機構、彈簧儲能液壓機構、彈簧機構和彈簧氣動機構等。
15. GIS斷路器就地控制柜
(1) 就地控制柜的組成:
1) 在就地控制柜上，按照單線模擬圖線路，分別在母線、線路上按照接線方式安裝斷路器、快速接地開關、隔離開關及接地開關的操作把手和指示燈，還安裝了就地/遠方轉換開關、輔助繼電器、報警裝置、輔助開關、連接內部和外部用端子排等。
2) 在匯控柜上裝有繼電器和檢測控制柜內溫濕度的控制器。
3) 為了促進就地控制柜內的空氣循環(huán)，在底部安裝有通風口。為防止昆蟲等的侵入，在通風口安裝有防蟲網(wǎng)罩。
4) 為防止凝結水分，在就地控制柜及斷路器操動機構箱內，裝有調節(jié)溫度和濕度的帶操作裝置的電加熱器，并附有保護套。斷路器操動機構箱內調溫及調濕操作裝置只在三相之中的A相機構內裝設。
5) 斷路器就地控制柜及斷路器操動機構箱都有就地操作把手或者按鈕，在就地操作回路裝有閉鎖裝置，閉鎖裝置的鑰匙要有專人負責保管。就地操作時，要加強監(jiān)護。
(2) 就地控制柜的作用:
1) 每串設備設置一個就地控制柜，柜內有就地控制、信號、保護和報警所需的各種元件，對斷路器、隔離開關、接地開關進行電氣操作的控制開關以及由輔助開關提供的元件狀態(tài)指示。安裝和檢修GIS設備，或者當遙控系統(tǒng)失靈時，在就地控制柜模擬圖上直接進行倒閘操作，完成對設備狀態(tài)的改變。
2) 當遠方監(jiān)視系統(tǒng)失靈時，可通過就地控制柜上的監(jiān)視信號能夠監(jiān)視到設備運行狀況。
16. GIS隔離開關
GIS設備的電場屬于不均勻電場，隔離開關動靜觸頭均設計成同軸圓柱體.能夠互相插人。GIS隔離開關根據(jù)用途可分為三種。一種是只切斷主回路，使供電回路形成一個明顯斷開點，叫隔離開關。第二種是將主回路直接接地，直接接在GIS設備的外殼上，叫接地隔離開關，在電力系統(tǒng)內叫接地開關。以上兩種隔離開關只能切斷電容電流和電感電流。第三種是快速接地隔離開關，也叫快速接地開關。
快速接地開關能夠直接合上接地短路電流，發(fā)生GIS內部故障時，人為快速將電路接地，使保護動作，切斷故障電路。它的結構特點是:采用彈簧機構，動作速度快;觸頭采用銅鎢合金結構，斷弧能力強，斷開靜電感應和電磁感應電流快。它的作用是:在合閘的狀態(tài)下，具有通過額定短時間電流的能力;為測定主回路電阻和電流互感器的變比，附有絕緣套管，通過拆卸和安裝接地銅帶與外殼連接，所以，卸除接地銅帶就可以當做試驗端子使用;在偶然發(fā)生的誤操作中，即使投人到充電線路上也能將故障電流安全疏散，而且***不會造成機械性和電氣性的設備損壞。快速接地開關是三相分離操作型的。有反饋檢測裝置，在反饋持續(xù)標準時間以上時，將關閉操作系統(tǒng)，此時只有通過手動操作解除反饋信息才能進行正常的再操作。
GIS隔離開關的操動機構也分為分相機構和三相共用一臺機構，機構按照主要能源分為電動機構和彈簧機構兩種。
GIS隔離開關應用于330kV及以上電壓等級同塔雙回線路時，應在滅弧室加裝有利于開斷感應電流的合適電阻。
17. GIS母線電壓互感器
GIS母線電壓互感器有兩種:電磁式和電容式。GIS母線作為電壓互感器的一次繞組，二次繞組用于測量和保護。電壓互感器作為獨立氣室，與母線氣室用盆式絕緣子隔開。
750kV母線電壓互感器為單極電磁式，垂直安裝。它們通過盆式絕緣子與750kV GIS母線相連接。電壓互感器由兩個測量繞組、保護用繞組和輔助開口三角繞組組成。750kV GIS母線設備只在A相母線裝設一只電壓互感器。由于 750kV主變壓器及線路均設置三相電壓互感器，母線電壓互感器只用于電壓型母線保護和母線電壓測量，所以根據(jù)現(xiàn)場運行實際，一相電壓互感器就能夠滿足要求。
GIS線路電壓互感器也是作為獨立氣室垂直安裝在線路分支母線上。
18. GIS電流互感器
電流互感器套在GIS母線管上，母線作為電流互感器的一次繞組。母線管的外面包著環(huán)形鐵芯，與母線同芯，二次繞組在鐵芯的外面。
19. GIS避雷器
用于GIS的避雷器有兩種:一種是帶磁吹火花間隙和碳化硅非線性電阻串聯(lián)而成的避雷器，一種是沒有火花間隙的氧化鋅避雷器。由于氧化鋅避雷器有較強的吸收能力和較高的通流容量，所以在實際中應用比較廣泛。
GIS母線使用非線性無間隙金屬氧化物電阻片、金屬外殼封閉、SF6氣體絕緣型避雷器較多，三相母線分別裝設一只避雷器。
GIS線路避雷器也是作為獨立氣室垂直安裝在線路分支母線上，三相各裝設一只。
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