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1、6 气体绝缘金属封闭开关设备配电装置601、602 新增条文。在 GIS配电装置中有两种接地开关，一种是仅作安全检修用的接地开关；另一种相当于接地短路器，又称快速接地开关。检修用的接地开关，只能切断电容电流和电感电流。而快速接地隔离开关能合上接地短路电流。这是因为当 GIS设备内部发生接地短路时，在母线管里会产生强烈的电弧，它可以在很短的时间里将外壳烧穿，或者发生母线管爆炸。为了能及时切断电弧电源，人为地使电路直接接地，通过继电保护装置将断路器跳闸，从而切断故障电流，保护设备不致损伤过大。快速接地隔离开关通常都是安装在进线侧。线路侧的接地开关与出线相连接，尤其是同杆架设的架空线路，其电磁感应和
2、静电感应电流较大，装于该处的接地开关必须具备切、合上述电流的能力。一般情况下，如不能预先确定回路不带电，出线侧宜装设快速接地开关；如能预先确定回路不带电，则设置一般接地开关。603 新增条文。604 新增条文。GIS 与架空线连接处，应装设金属氧化锌避雷器，该避雷器宜采用敞开式。主要考虑敞开式避雷器的接地端与 GIS金属外壳连接后可增大 GIS内部波阻抗，提高避雷器的保护效果。6056. 07 新增条文。GIS 设备的母线和外壳是一对同轴的两个电极，构成稍不均匀电场。当电流通过母线时，外壳感应电压使外壳产生涡流而发热，使 GIS设备容量减少，当运行人员接触时会触电危及人身安全。因此，要使 GI
3、S设备外壳的感应电压在安全规定的范围之内，外壳也不发热。另外，GIS 设备的支架、管道，电缆外皮与外壳连接之后，也有感应电压和环流产生。外壳与上述零件接触不良的地方，还会产生火花，使管道、电缆外皮产生电腐蚀。为了解决上述问题，目前用两种方法解决，一种在 GIS设备外壳用全链多点接地的方法，它的优点是 GIS外壳的感应电压为零，但会引起环流，金属外壳仍然发热，输送容量还要下降；另一种方法是将 GIS外壳分段绝缘，每一段只有一个接地点，这样 GIS外壳不产生环流，但有感应电压。1三相共筒式母线的 GIS外壳接地。三相母线共同安装在一个母线管里，正常运行情况下，三相电流在外壳的感应电压为零，外壳也没
4、有涡流，所以不会危及运行人员的安全，外壳也不会发热。但在故障时，三相电压失去平衡，在外壳上产生感应电压，产生环流，虽然时间不长，但也会危及运行人员的安全。所以 GIS外壳及其金属结构都要多点接地。接地线的截面按流过的故障电流计算。2离相式母线的 GIS外壳接地。由于离相式母线的 GIS设备，三相母线分别装于不同的母线管里，在正常运行时，外壳有感应电流，其值为主回路电流的 7090，根据外壳的材料而定。这么大的感应电流会引起外壳及具金属结构发热，并使 GIS设备的额定容量减少，使二次回路受到干扰。为此用下面的措施进行解决。(1)安装接地线，其截面按 GIS设备的热稳定要求进行计算。接地线必须直接
5、接到主地网，不允许元件的接地线串联之后接地。当 GIS的间隔较多时，可设置两条接地母线，接地母线与主电网连接点不少于 2处。(2)由于离相母线管的三相感应电流相位相差为 120度，因此在接地前，用一块短金属板，将三相母线管的接地线连在一起然后接地。此时，通过接地线的接地电流只是三相不平衡电流，其值较小。(3)为了防止 GIS设备外壳的感应电流通过设备支架、运行平台、楼梯，扶手和金属管道，其外壳均应多点接地。在外壳与金属结构之间应绝缘，以防产生环流。(4)为了防止感应电流通过控制电缆和电力电缆的外皮，只允许电缆外皮一点接地，以不致使电缆外皮产生环流，而影响电缆的传输容量。GIS 屋内的所有金属管
6、道也只允许一点接地。(5)GIS设备与主变压器连接时，GIS 设备的外壳与 SF6油套管之间应绝缘。(6)三相联动的隔离开关、接地隔离开关的连杆之间应绝缘。 GIS 通常有如下防误闭锁功能1）隔离开关只有在对应断路器分闸时才能操作2）隔离开关操作未到位，断路器不能操作。3）母线隔离开关在母线接地开关拉开时才能操作。4）母线接地开关必须在所有母线隔离开关全部拉开的情况下才能操作。5）线路隔离开关只有在线路接地开关拉开时才能操作。6）线路接地开关只有在线路隔离开关时才能操作，若干线路有电压，线路接地开关不能合闸操作。7）手动操作隔离开关及接地开关时，电动控制自动解除。8）隔离开关机械闭锁投入后，手
7、动、电动操作自动解除。9）SF6 气体压力、油压、氮气压力降低至标准以下，断路器被闭锁。10）辅助电压中断时，所有机械连锁仍起作用。11）GIS 装置手动操作上可以挂锁，由指定人员操作。12）一旦防误闭锁装置失灵，可用专用钥匙解除。谈东北电网高压开关设备的选用来源：高压开关设备在电力系统的地位十分重要，正常运行时通过断路器、隔离开关可以调整、控制系统运行方式及电力负荷的分配，在事故情况下，通过断路器可以迅速将故障点隔离，以保证整个电力系统的安全运行。因此高压断路器、隔离开关的可靠运行成为电力系统安全运行的重要保证。如何选用断路器、隔离开关已成为电力部门、高压电力用户基建、生产中的重要问题。结合
8、本人的工作体会，仅从使用者的角度就高压断路器和隔离开关的选用谈几点看法。1 各类断路器的优缺点比较 1.1 SF6 断路器型式的比较GIS 即封闭式组合电器是将变电站内除变压器以外的所有设备都封闭在与地电位相连的金属壳内、以 SF6 为绝缘和灭弧介质的一种开关设备，它具有结构紧凑、占地面积小的优点，尤其适合在寸土如金、征地困难的地方以及运行环境恶劣的地方使用。由于其价格较贵，我国大多在城市内变电站选用。选用 GIS 问题是：同一变电站不同时期建设的工程如选用不同厂家的设备，其设备连接、运行过渡有着相当的难度，最大难度在于停电时间较长再者，现在设备采购方式是招标采购，选择与前期工程设备相同的供货
9、商也有一定的难度。因此，除非一次建成为最终规模的变电站适合选用 GIS，在有多次扩建可能的变电站不宜选用 GIS。如因特殊原因必须选用 GIS，由供货厂商提供与下期工程连接的分段间隔的接口图纸是必需的。将变电站除变压器、母线以外的所有设备都封闭在与地电位相连的金属壳内、以 SF6 为绝缘和灭弧介质的一种开关设备，叫 H-GIS 即复合式组合电器，是与 GIS 相近的另一种组合电器。由于母线在外，它的扩建连接、退出运行检修与 GIS 比方便了许多(但对个体结构也有例外)。其设备造价也比 GIS 低。支柱式断路器的绝缘等级的提高是靠加长支持支柱、绝缘拉杆的长度及断口的开距实现的，灭弧室部分则装在支
10、持支柱的上边。由于支柱式断路器采用的是 T、Y 、I 型结构，重心较高，不适合用在地震频发或地震烈度较高的地区。支柱式断路器的 SF6 气体用量远低于罐式断路器和 GIS，因此，使用支柱式断路器有利于环境保护。支柱式断路器与罐式断路器、GIS 相比最大优点是其价格便宜(即支柱式断路器加电流互感器罐式断路器相比、支柱式断路器加其他变压器以外变电设备与 GIS 相比)。因此，支柱式断路器在我国得到了广泛的使用。但在东北地区，受冬季环境低气温的影响，选择适合低温运行的低表压 SF6 支柱式断路器的范围很小。罐式断路器是灭弧室装在与地电位相连的金属壳内，在灭弧室进出线两侧装设电流互感器(电流互感器二次
11、线圈数可按照需要装)。这种断路器因布置低，抗地震性能好又因其断路器与电流互感器合为一体使得占地面积相对支柱式断路器要小些。由于罐式断路器两侧均加装电流互感器，这对大多采用一个半接线方式的 500kV 变电站的继电保护解决了“保护死区”问题。此外因其是灭弧室金属外壳接地，使得 SF6 气体加热容易实现，使用罐式断路器使低温地区选用 SF6 开关设备不再受 SF6 气体压力的限制。1.2 灭弧介质的比较 在东北地区目前使用的高压断路器灭弧介质中有： SF6 气体、混合气体(SF6 与 N2、SF6 与 CF4)、真空、油。SF6 气体是一种化学性能十分稳定的气体，是一种无味、五色、无毒的气体，它具
12、有优良的绝缘和灭弧性能。大量试验充分验证 SF6 断路器不仅开断短路电流大，而且开断小电感电流、电容电流性能也相对好。但现在制造厂生产的断路器的 SF6 压力大都在 0.5-0.6MP(表压)，SF6 气体临界温度高、在较低环境温度下就液化的物理特性，使 SF6 断路器在东北等寒冷地区的使用受到了限制。混合气体是为了解决 SF6 气体在低温下液化而采取的一种措施，它实现了在保证断路器有一定开断能力的前提下，又在低温环境下不液化。东北电网现在使用的混合气体断路器有两种：3AV1(SIEMENS 制造)SF6+N2 的混合，ELFSP(ABB 制造)SF6+CF4 的混合。混合气体的使用给东北寒冷
13、地区选用断路器开辟了一条路，但也带来了以下的问题：如果安装时充气方法不当，混合气体比例达不到要求，失去混合气体的效果。如某站曾发现一台断路器在冬季低温时，气压显示为零，气温上来，气压上升，后经化验，氮气比例很小。混合气体断路器经过运行一段时间后，气体泄露比例是否与充气比例一致，有什么规律，未见试验数据，也没有运行经验报道，当需要补气时也很难操作。 如果断路器的某项检修需要断路器本体内排空混合气体时，气体的处理将发生困难：排放大气中，有害环境气体回收再利用，混合比例测定困难。真空断路器是利用真空介质熄灭电弧的断路器。真空灭弧室的外壳由玻璃或陶瓷制成，动静触头运动时的密封靠波纹管，波纹管要求有足够
14、高的机械寿命。真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小，要求操动机构提供的能量也小加上电弧电压低，电弧能量小，开断时触头表面烧损轻微。因此真空断路器的机械寿命、电气寿命都很高。通常机械寿命一万次以上，允许开断额定短路电流少则 8 次多的可达 50 次或更多。这是其他断路器无法与其相比的。它使用安全，维护简单(灭弧室无需修理)，开断性能不受环境温度影响，爆炸危险性小，没有环境污染。由于真空断路器的这些优点，在 6kV35kV 系统中被大量采用。目前我国已有多家工厂生产 6kV35kV 真空灭弧室，日本等国家已生产出72/84 kV、110/126kV 的真空灭弧室， 12 kV 灭弧室的开断电流已达到
15、 63kA。由于真空灭弧室及其操作拉杆的外爬距小，用于户外或环境较脏、或易产生凝露的条件下使用，要采取加强外绝缘的措施。而固封式真空断路器则很好的解决了这个问题。2 关于断路器的选择 由于高压开关设备有多种形式，所以，选择高压断路器，不仅要求其设备与电网运行参数相匹配，还要考虑设备所在位置的电网结构、主接线形式、环境条件、运行维护对断路器形式、灭弧介质、断路器操动机构形式的要求。根据上述支柱式、罐式、GIS 型式、灭弧介质的优缺点比较和东北地区的实际情况，不难得出以下意见：2.1 电网结构与断路器形式的选择 由于 GIS 扩建时的过度停电时间较长，如何在停电期间转供负荷，对于互带能力不强的电网
16、，是选择 GIS 设备必须考虑的问题其次变电所处于不断发展的区域，需要不断的扩建(在同一母线上有二、三期甚至四期扩建) 的变电所不宜选用 GIS，而适合选用 H-GIS。2.2 主接线形式与断路器型式的选择 对采用一个半接线的场所，采用落地罐、H-GIS(母线在外的组合电器)，可充分发挥节省占地、布置清晰、无保护死区的优点当出线较多的双母线采用 GIS，因其出线的空气间隙大大超过 GIS 的间距，将不得不加长母线筒的长度(增加费用) ，以满足出线布置的要求。因此，对内(外) 桥接线，或进出线较少的双母线接线，采用 GIS 则更能体现其优势。2.3 运行维护与断路器型式的选择 使用部门希望选用免维护或少维护的设备，以减少设备检修停电时间和检修次数，提高供电的可靠性。同样是敞开式设备，采用支柱式加电流互感器与罐式断路器比较，罐式断路器的 CT 二次线圈附在套管上，主回路及其绝缘利用了断路器绝缘部分-SF6 气体和环氧绝缘子，因此其 CT 的故障极少。而单独的 CT 其主回路与二次线圈间、与地电位间的绝缘、屏蔽需要
