更新时间:2023-12-16 14:29
气体绝缘开关设备(GAS insulated SWITCHGEAR,简称GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,故也称SF6全封闭组合电器。
GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用,而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比,GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强,维护工作量很小,其主要部件的维修间隔不小于20年。
高压配电装置的型式有三种:第一种是空气绝缘的常规配电装置,简称AIS。其母线裸露直接与空气接触,断路器可用瓷柱式或罐式。葛洲坝电厂采用的即是这种型式。第二种是混合式配电装置,简称H-GIS。母线采用开敞式,其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。其英文全称GAS—INSTULATED SWITCHGEAR,简称GIS。
GIS是运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的高压电气设备,其故障率只有常规设备的20%~40%,但GIS也有其固有的缺点,由于SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响,都可能导致GIS内部闪络故障。GIS的全密封结构使故障的定位及检修比较困难,检修工作繁杂,事故后平均停电检修时间比常规设备长,其停电范围大,常涉及非故障元件多。
GIS设备的内部闪络故障通常发生在安装或大修后投入运行的一年内,根据统计资料,第一年设备运行的故障率为0.53次/间隔,第二年则下降到0.06次/间隔,以后趋于平稳。根据运行经验,隔离开关和盆型绝缘子的故障率最高,分别为30%及26.6%;母线故障率为15%;电压互感器故障率为11.66%;断路器故障率为10%;其他元件故障率为6.74%。因此在运行的第一年里,运行人员要加强日常的巡视检查工作,特别是对隔离开关的巡视,在巡查中主要留意SF6气体压力的变化,是否有异常的声音(音质特性的变化 、持续时间的差异)、发热和异常气味、生锈等现象。如果GIS有异常情况,必须及时对有怀疑的设备进行检测。
GIS国外生产厂家主要有ABB、东芝、三菱、日立、西门子、阿尔斯通等,国内生产厂家有西开、沈高、平高、泰开等。中国通过技术引进,消化吸收,已掌握500千伏GIS的设计制造技术。自主研发的1000千伏 GIS(包括核心部件灭弧室和操动机构)将完全自主设计制造。
GIS制造技术在不断进步和发展,40多年来,各GIS生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标,在元件结构、组合形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究、开发。随着大容量单压式SF6断路器的研制成功和氧化锌避雷器的应用,GIS的技术性能与参数已超过常规开关设备,并且使结构大大简化,可靠性大大提高,为GIS进一步小型化创造了十分有利的条件。