[科普中国]-六氟化硫封闭式组合电器-

因采用绝缘性能好的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。三相共箱紧凑型GIS，最小间隔宽度为0.8m，标准间隔占地仅有2.9m2。一般220kV GIS设备的占地面积为常规设备的37%；110kV GIS设备占地面积为常规设备的46%左右。

介绍六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear）简称GIS。它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。

特点可靠性安全性由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，不与外部接触，不受外部环境的影响，大大提高了可靠性。此外由于所有元件组合成为一个整体，具有优良的抗地震性能。

因带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。

又因带电部分以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，噪音小，抗无线电干扰能力强。

适应能力强适用于环境条件恶劣（如严重污秽、冰雹、多风雪、多水露、高海拔、多地震等）地区。

安装与维护安装周期短。由于实现小型化，可在工厂内进行整机装配和试验合格后，以单元或间隔的形式运达现场，因此可缩短现场安装工期，又能提高可靠性。因其结构布局合理，灭弧系统先进，

大大提高了产品的使用寿命，因此检修周期长，维修工作量小，而且由于小型化，离地面低，因此日常维护方便。1

断路器断路器组件由三相共箱式断路器和操动机构组成。每相灭弧室有独立的绝缘筒封闭。灭弧室为单压式，采用轴向同步双向吹弧式工作原理，结构简单，开断能力强。

隔离和接地接地开关可以配手动、电动或电动弹簧机构。手动和电动机构主要用于检修用接地开关；电动弹簧机构用于具有开合电磁感应电流、静电感应电流能力和需要关合短路电流的接地开关。

接地开关可用做一次接引线端子，因此，在不需要放掉SF6气体的条件下，用于检查电流互感器的变化和测量电阻等。

隔离开关可以配手动、电动或电动弹簧机构。手动和电动机构主要用于无负载电流时分合隔离开关；电动弹簧机构用

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于需要切合电容电流、电感电流和母线转换电流的隔离开关。

避雷器避雷器为氧化锌型封闭式结构，采用SF6绝缘，有垂直或水平接口，主要由罐体盆式绝缘子安装底座及芯体等部分组成，芯体是由氧化锌电阻片作为主要元件，它具有良好的伏安特性和较大的通容量。

气隔GIS的每一个间隔，用不通气的盆式绝缘子（气隔绝缘子）划分为若干个独立的SF6气室，即气隔单元。各独立气室在电路上彼此相通，而在气路上则相互隔离。设置气隔具有以下优点：

1、可以将不同SF6气体压力的各电器元件分隔开；

2、特殊要求的元件（如避雷器等）可以单独设立一个气隔；

3、在检修时可以减少停电范围；

4、可以减少检查时SF6气体的回收和充放气工作量；

5、有利于安装和扩建工作。

每一个气隔单元有一套元件，即SF6密度计、自封接头、SF6配管等。

其中，SF6密度计带有SF6压力表及报警接点。除可在密度计上直接读出所连接的气室的SF6压力外，还可通过引线，将报警触电接入就地控制柜。当气室内SF6气压降低时，则通过控制柜上光字牌指示灯及综自系统报文发出“SF6压力降低”的报警信号，如压力降至闭锁值以下，则发闭锁信号，同时切断断路器控制回路，将断路器闭锁。2

套管高压套管内部充有SF6气体，用于组合电器与外部高压线路的绝缘，也SF6组合电器与高压线路连接的枢纽。

操作模式220KV、110KV GIS设备共有三种操作模式

就地操作就地操作需要通过就地控制柜来实现。

就地控制柜（LCP）是对GIS进行现场监视与控制的集中控制屏。也是GIS间隔内、外各元件，以及GIS与主控室之间电气联络的中继枢纽。就地控制柜具有就地操作、信号传输、保护和中继、对SF6系统进行监控等功能。主要功能如下：

1、实施断路器、刀闸、接地刀闸就地―远方选择操作，在控制柜上进行就地集中操作；

2、监视断路器、刀闸、接地刀闸的分合闸位置状态；

3、监视GIS各气室SF6气体密度；

4、实现GIS本间隔内断路器、刀闸、接地刀闸之间的电气连锁及间隔之间各种开关之间的电气连锁；

5、显示一次主接线形式及运行状态；

6、作为GIS各元件间及GIS与主控室之间的中继端子箱接收或发信号用；

7、监视控制回路电源是否正常，并通过电源开关、熔断器、保护开关，对就地控制柜及GIS的二次控制、测量和保护元件起保护作用。

就地操作时，将“远方/就地”操作手柄切换至“就地”位置，然后切相应的开关、刀闸、接地刀闸操作开关即可。

测控装置操作以220KV系统为例。220KV系统采用FCK-851微机测控装置，具有测量、控制、监视、记录、同期、间隔层逻辑自锁互锁等功能。该装置通过自身实时、开放的网络通信功能互相交换数据，每台测控装置都能实时获得来自其他间隔的测控装置的遥控信息，并应用于控制的闭锁逻辑判别，从而实现间隔层的闭锁逻辑。控制命令的执行流程如图所示：当“远方/就地”手柄在远方状态时，只有远方遥控命令有效；当“远方/就地”手柄在就地状态时，只有就地的控制操作有效。然后判断联锁/解锁手柄的位置状态，确定是否需要进行逻辑闭锁，只有不需要逻辑闭锁或者满足闭锁逻辑的出口条件时，才允许完成控制命令，从而更有效地实现逻辑闭锁功能。

在测控装置操作时，应先在五防机进行模拟操作，并将操作任务传至电脑钥匙。将测控装置的“远方/就地”切换手柄切换至“就地”位置，电脑钥匙插入对应的端口，然后切换相应的开关操作手柄即可。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学