5分鐘帶你全面了解GIS開關設備：從概念到應用

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什么是GIS設備

GIS是Gas Insulated Switchgear的英文縮寫，一般翻譯為氣體絕緣全封閉組合電器，通常采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，包含斷路器（CB）、隔離開關（DS）、接地開關（ES、FES）、母線（BUS）、電流互感器（CT）、電壓互感器（VT）、避雷器 （LA）等高電壓組件。目前GIS設備產(chǎn)品已涵蓋72.5千伏~1200千伏的電壓等級范圍。

圖 1 GIS設備的典型結構組成

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GIS設備的特點

由于SF6氣體具有優(yōu)異的絕緣性能、滅弧性能和穩(wěn)定性能， GIS設備具有占地面積少、滅弧能力強、可靠性高等優(yōu)點，但是SF6氣體絕緣能力受電場均勻程度的影響較大，當GIS內(nèi)部存在尖端或異物時易發(fā)生絕緣異常。

GIS設備采用全封閉結構，在帶來內(nèi)部元器件不受環(huán)境干擾、檢修周期長、維護工作量少、電磁干擾低等優(yōu)點的同時，也存在單次檢修工作復雜、檢測手段相對貧乏等問題，而當封閉結構被外界環(huán)境所侵蝕破壞，還會進一步帶來進水、漏氣等一系列問題。

圖 2 GIS設備采用全封閉結構

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GIS設備的內(nèi)部結構

GIS導電回路是由若干元件構成。按工作方式，一般可分為：固定接觸（用緊固件如螺釘緊固的電接觸稱為固定接觸，固定接觸在工作過程中沒有相對運動。如觸頭與盆子的連接等）、觸頭接觸（在工作過程中可以分離的電接觸又稱為可分接觸）、滑動及滾動接觸（在工作過程中，觸頭間可以互相滑動或滾動，但不能分離的電接觸稱為滑動及滾動接觸。開關電器的中間觸頭就是采用這種電接觸）。

圖 3 GIS設備的觸頭

GIS變電站

No.1

GIS概念

六氟化硫封閉式組合電器，國際上稱為“氣體絕緣開關設備”（Gas lnsulated Switchgear)簡稱GIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設計有機地組合成一個整體。

除了GIS，還有一種HGIS，設計用于較惡劣的環(huán)境，由于相對GIS少了母線，母線壓變，避雷器等設備，尤其是母線，使用也起來較為靈活。

No.2

GIS特點

(1)小型化：采用絕緣性能卓越的SF6氣體做絕緣和滅弧介質(zhì)，大幅度縮小變電站體積。

(2)可靠性高：帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中，提高了變電站可靠性。

(3)安全性好：帶電部分密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒有觸電危險。SF6氣體為不燃燒氣體，所以無火災危險。

(4)杜絕對外部的不利影響：帶電部分以金屬殼體封閉，對電磁和靜電實現(xiàn)屏蔽，噪音小，抗無線電干擾能力強。

(5)安裝周期短：小型化的實現(xiàn)使得在工廠內(nèi)進行整機裝配和試驗合格后，可以以單元或間隔的形式運達現(xiàn)場，因此可縮短現(xiàn)場安裝工期，又能提高可靠性。

(6)維護方便，檢修時間短：因其結構布局合理，滅弧系統(tǒng)先進，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，因此檢修周期長，維修工作量小，而且由于小型化，離地面低，因此日常維護方便。

No.3

GIS分類

GIS根據(jù)安裝地點可分為戶外式和戶內(nèi)式兩種。

戶外式

戶內(nèi)式

GIS一般可分為單相單筒式和三相共筒式兩種形式。110kV電壓等級及母線可以做成三相共筒式，220kV及以上采用單相單筒式。

單相共筒式

三相共筒式

No.4

操作基本原則

(1)GIS設備斷路器、隔離開關正常情況下以遠方操作為主，斷路器、隔離開關“遠方/現(xiàn)地”開關切“遠方”位置。

(2)GIS設備接地刀閘只能在現(xiàn)地操作，操作時將隔刀/地刀“遠方/現(xiàn)地”開關切“現(xiàn)地”。

(3)任何情況下，只能進行程序操作，匯控柜上“聯(lián)鎖解除開關”必須處于“聯(lián)鎖”位置，其解鎖鑰匙與微機防誤解鎖鑰匙一同封存，按相同規(guī)定使用。

No.5

運行基本要求

(1)運行人員經(jīng)常進入的戶內(nèi)SF6設備室：每班至少通風一次，換氣15分鐘，換氣量應大于3-5倍的空氣體積，抽風口應安裝在室內(nèi)下部；運行人員不經(jīng)常出入的設備場所：進入前應先通風15分鐘。

(2)運行中GIS對于運行、維修人員易觸及的部位，在正常情況下，其外殼及構架上的感應電壓不應超過36V。

溫升：在運行人員易觸及的部分不應超過30K；運行人員易觸及但操作時不觸及的部分不應超過40K；運行人員不易觸及的個別部位不應超過65K。

(3)SF6開關設備巡視檢查，每天至少一次，無人值班變電所按規(guī)定巡視。巡視時，主要進行外觀檢查，設備有無異常，并作好記錄。