第五節(jié) SF₆全封閉組合電器（GIS）

GIS由斷路器、母線、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、套管等電器元件組合而成。其絕緣介質(zhì)為SF₆氣體。由于它具有優(yōu)良的技術(shù)性能和占地面積少的特點，所以在國內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用。

GIS的總體布局示意圖如2－16所示。對圖2－16所示各組成元件簡要介紹如下。

1—斷路器；2—隔離開關(guān)；3—接地開關(guān)裝置；4—母線；5—電流互感器；6—電壓互感器

一、斷路器

該斷路器采用每相一個斷口單壓式滅弧室，其箱體采用鑄鋁的圓柱形密封殼體，內(nèi)部氣體工作壓力在溫度為20℃時為6.3bar，斷路器中除了觸頭機構(gòu)之外，還設(shè)有氣體密度檢測繼電器、噴氣缸以及防爆膜片等部件。斷路器的觸頭系統(tǒng)通過拉桿與彈簧操動機構(gòu)相連，該操動機構(gòu)可以實現(xiàn)快速的自動重合閘，如圖2－17所示。

二、隔離開關(guān)

主要用于電路無電流區(qū)段的投入和切除。為了適應(yīng)各種不同的電氣主接線和GIS結(jié)構(gòu)布置的需要，隔離開關(guān)具有多種結(jié)構(gòu)型式，從而保證了GIS整體設(shè)計時的靈活性，提高了空間利用率。隔離開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2－18所示。導(dǎo)電部分為L型，動、靜觸頭由錐形絕緣子支撐在鑄鋁外殼上，同時錐形絕緣子還具有保證該氣室密封性的功能。隔離開關(guān)采用公用的電動操動機構(gòu)，通過殼體外面的絕緣操作桿，驅(qū)動三相絕緣桿和滑動觸頭。每個隔離開關(guān)設(shè)有觀察窗，用以觀察開關(guān)位置和觸頭情況，隔離開關(guān)在完全合閘和完全分閘位置時用鎖扣裝置鎖住。

三、接地開關(guān)

接地開關(guān)見圖2－19所示。其主靜觸頭安裝于接地開關(guān)的設(shè)備之內(nèi)，動觸頭與操

作連桿系統(tǒng)相連接。操作機構(gòu)采用電動彈簧式機構(gòu)，三相聯(lián)動。為防止維修期間接地開關(guān)動作，開關(guān)的全合和全分位置皆可閉鎖。

四、電流互感器

GIS中的電流互感器可以單獨構(gòu)成一個元件，也可以與套管電纜頭聯(lián)合組成一個元件。單獨的電流互感器裝置在一個較大的筒內(nèi)，如圖2－20所示。電流互感器的初級繞組即為GIS內(nèi)的高壓導(dǎo)體。根據(jù)需要，筒內(nèi)裝有4～6個單獨的環(huán)形鐵芯，次級繞組即繞在環(huán)形鐵芯上。無磁性的屏蔽罩裝在次級繞組的內(nèi)側(cè)，次級繞組通過端子板引到次級繞組的端子箱。

五、電壓互感器

電壓互感器按其原理可分為電容分壓式和電磁式兩種。按其絕緣方式劃分，常見的有環(huán)氧澆注式和SF₆氣體絕緣式。300kV及以下電壓級的GIS一般采用電磁式電壓互感器，而300kV以上的GIS則多采用電容式電壓互感器。圖2－21給出了環(huán)氧澆注絕緣的電壓互感器結(jié)構(gòu)圖。其初級和次級繞組由閉合鐵芯支持。每個電壓互感器單獨構(gòu)成一個氣室，并裝有防爆膜。

六、母線

圖2-22為單相母線的典型結(jié)構(gòu)圖，其外殼為圓柱形，波紋管主要是用于補償因溫度升高引起的外殼長度變化，同時便于GIS安裝調(diào)整和檢修時拆卸鄰近部件。母線中的高壓導(dǎo)體通常采用插接式連接方法，這種插接式觸頭也具有吸收由溫度升高引起的導(dǎo)線長度變化，因而不會在支撐絕緣子上產(chǎn)生過大的機械應(yīng)力。單相母線的優(yōu)點是：①杜絕了三相短路的可能性；②便于實現(xiàn)氣室劃分，因而也便于SF₆氣體回收。其缺點是占地面積大，外殼渦流損耗大。

七、連接件

連接件的用途是用來延伸和改變載流路徑分支的元件，根據(jù)其用途可分為三通、四通、轉(zhuǎn)彎連接件。

八、電纜終端盒

電纜終端盒是GIS與電纜的連接元件。電纜頭包在一個圓柱形的金屬外殼中，殼內(nèi)有一個澆注的樹脂屏蔽件，將電纜絕緣與氣體相隔開。

九、SF₆氣體的充入

各制造廠的GIS充入SF₆氣體的方法基本相同，通常可按下列步驟進(jìn)行：

（1）初步抽真空。逐個間隔進(jìn)行抽真空，除去間隔中的潮氣，檢查間隔有無泄漏。

（2）充入干燥的N₂。即在每個間隔中充入大約0.3～0.4MPa干燥的N₂，其含氮量為99.999%，進(jìn)一步檢查有無泄漏。

（3）最終抽真空。在充SF₆以前，間隔必須真空干燥處理。

（4）充入SF₆氣體。將SF₆氣體經(jīng)過適當(dāng)過濾，除去雜質(zhì)，并進(jìn)行干燥后再充入每一間隔。

（5）含水量測量。從每一隔室內(nèi)抽出少量的SF₆氣體，用測量儀進(jìn)行測量。

（6）絕緣試驗。檢查制造和裝配操作過程中有無缺陷的試驗。可以用交流、直流和沖擊電壓來進(jìn)行。