淺談ZF16-252型組合電器

摘 要:ZF16-252組合電器是某制造公司研制開發(fā)的新一代GIS。結(jié)合自己的理解，淺談一下對該型號組合電器及其生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制點的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞:組合電器

中圖分類號:TM63文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0101-01

ZF16-252 組合電器是某組合電器制造公司通過對國內(nèi)外市場的廣泛調(diào)研后，結(jié)合GIS的發(fā)展方向，總結(jié)借鑒了國內(nèi)外GIS先進(jìn)的設(shè)計思想，研制開發(fā)的新一代 GIS。結(jié)合自己的理解，淺談一下對該型號組合電器及其生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制點的認(rèn)識。

1 GIS概述

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(簡稱GIS)，它是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、進(jìn)出線套管或電纜終端等元件組合封閉在接地的金屬殼體內(nèi)，充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)所組成的成套開關(guān)設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)形式為主母線三相共箱、其他元件三相分箱式結(jié)構(gòu)。

2 ZF16-252型GIS的特點

(1)GIS外殼采用鋁合金材料，其優(yōu)點為產(chǎn)品質(zhì)量輕、對地基載荷要求小、耐腐蝕、渦流損失小、外殼溫度低。

(2)除出線套管和部分連接母線外，GIS可實現(xiàn)整間隔運(yùn)輸，大大縮短現(xiàn)場安裝工作量和工期。

(3)主變和母聯(lián)間隔可實現(xiàn)三相機(jī)械聯(lián)動操作。

(4)靈活性強(qiáng)，可根據(jù)用戶要求組合成單母線、橋型母線、雙母線等多種接線方式。

3 ZF16-252型GIS的組成及其元件

(1)間隔組合形式。以目前常見的雙母線結(jié)構(gòu)為例，其主要間隔組合為主變(進(jìn)線)間隔、母聯(lián)間隔、PT間隔、(各功用)出線間隔及備用間隔。

(2)斷路器。斷路器是GIS中的重要元件，GIS用斷路器充分利用SF6氣體優(yōu)異的滅弧和絕緣性能，采用“壓力+熱膨脹”的自能滅弧原理。在開斷過程中，通過熱膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的熱氣體流入氣缸內(nèi)建立熄弧所需的壓力，在噴口打開時形成吹弧氣流并將電弧熄滅。

(3)隔離開關(guān)、接地開關(guān)及其機(jī)構(gòu)。252kV GIS用隔離、接地開關(guān)的所用帶電部件(如動、靜觸頭)等均安裝在金屬殼體中，隔離開關(guān)具有一套分、合閘裝置，由電動或彈簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作。

①隔離開關(guān)。隔離開關(guān)分為普通型隔離開關(guān)(在無電流情況下分合線路，起隔離斷口的作用)和快速型隔離開關(guān)(具有開合母線轉(zhuǎn)換電流和充電電流的能力)。隔離開關(guān)有GR和GL型兩種，GR型的載流回路呈直角型布置，GL型的載流回路呈直線型布置。

②接地開關(guān)。接地開關(guān)分為在檢修時起安全保護(hù)作用的維護(hù)接地開關(guān)ES和具有關(guān)合短路電流及開合感應(yīng)電流能力的快速接地開關(guān)FES，又稱故障關(guān)合接地開關(guān)。

(4)電壓互感器PT、電流互感器CT。252kV GIS所配用的PT、CT是GIS中的電氣測量和保護(hù)元件。特別注意電流互感器CT的二次回路不能開路。

(5)氧化鋅避雷器。252kV罐式氧化鋅避雷器是用于保護(hù)相應(yīng)電壓等級的交流電力系統(tǒng)中GIS免受大氣過電壓和操作過電壓損壞的保護(hù)電器。252kV罐式氧化鋅避雷器為一相一罐式，頂出線結(jié)構(gòu)。該元件在泰開為外購元件。

(6)母線。母線是GIS中匯總和分配電能的重要組成元件，一般按其所處的地位可分為主母線和分支母線;按其結(jié)構(gòu)形式，還有單相式和三相共筒式之分。

①母線的導(dǎo)電回路連接都為插接式，其過渡觸頭為梅花觸頭，組裝和拆卸都很方便。外殼連接處是用螺栓螺母緊固的，很容易在短時間內(nèi)更換或加長。

②氣室分隔。支持導(dǎo)電桿的盆式絕緣子有兩種(氣隔絕緣子、非氣隔絕緣子)，其中心導(dǎo)體被澆注在環(huán)氧樹脂中。

③波紋管:在母線較長時，為了防止由于熱脹冷縮和安裝誤差或基礎(chǔ)形變造成設(shè)備損壞，常在母線之間配置波紋管，此外，在GIS與外界振動源直接相連時，為了吸收振動，也常配置波紋管。

(7)出線套管。GIS與架空線連接使用充SF6氣體的瓷套管。

4 ZF16-252型GIS的生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制點

潔凈度是總裝、安裝中最首要的控制要求，適當(dāng)增加老練時間可以延長微粒層上浮過程，有助于微米級直徑微粒的老練放電。密封性是GIS長期安全運(yùn)行的關(guān)鍵，在整個制造、安裝、運(yùn)行各階段的漏氣檢查從嚴(yán)要求。按國際規(guī)定的真空度控制已完全能保證控制住SF6氣體中含水量。

(1)GIS絕緣特性以及老練、耐壓。從制造廠和現(xiàn)場實踐證明，最重要的是表面粗糙度和雜質(zhì)的危害。放電實踐表明，微粒通常容易積存在罐的底部，特別容易在垂直罐體和管道的水平盆式絕緣子的上表面處，這是法拉第籠效應(yīng)的表現(xiàn)。在高電壓的加壓過程中，導(dǎo)電性雜質(zhì)在電場的作用下立起，在電場力超過微粒重力時，微粒開始漂浮。由于帶電后的下沉電壓要比起始電壓的電壓值低得多，故雜質(zhì)一旦立起就不容易倒置，在交流電場中導(dǎo)致了微粒處于振動和上浮的過程，是在不斷上下振動中又逐漸上浮，處在\"蹦蹦跳\"的狀態(tài)，微粒往往被驅(qū)趕到電場較弱處，特別是遷移到罐體邊緣或盆式絕緣子邊緣。在GIS總裝后正式耐壓前，施加作用時間大于耐壓時間，但電壓較低的電壓\"老練\"，對于消除微米級細(xì)小微粒是非常有效的。這種細(xì)小微粒往往要經(jīng)過一、二次放電以后即被消除掉，可使耐壓水平提高。如果老練時間過短，其結(jié)果可能使微粒振動上浮尚在途中，減少了懸浮微粒老練放電的概率，出現(xiàn)老練不完全現(xiàn)象。故每次老練時間應(yīng)不少于5min，如有條件還應(yīng)稍微延長老練時間。

(2)密封性檢查。①通常采用聚乙烯塑料布局部包扎積累法測定，氣密性積累時間通常取24h。經(jīng)常出現(xiàn)漏點的部件是拐臂盒，主要表現(xiàn)在拐臂盒法蘭、外置絕緣子側(cè)及拐臂盒本身鑄造后存在砂眼。②密封主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整狀況。要按照O形圈的壓縮量(應(yīng)小于20%)和修整的圓度;在清理罐體密封面的密封槽時要用細(xì)砂紙，法蘭邊緣可以用銼刀、砂紙修磨。罐體加工后要用氣壓試驗來檢查密封情況，在總裝試驗時測SF6氣體泄漏的靈敏度。③水壓試驗是對罐體強(qiáng)度的考核。

(3)抽真空及含水量檢查。真空度的要求是繼清潔度、密封性之后的第三個控制關(guān)鍵，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也減少了罐內(nèi)其他物質(zhì)(絕緣體、密封體等)內(nèi)所含的水分，一般要求在充氣之前真空度應(yīng)達(dá)到133Pa再繼續(xù)抽真空30min。

固體絕緣介質(zhì)表面吸附水膜時會使沿面電壓分布不均勻，因而使閃絡(luò)電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，介質(zhì)表面粗糙，也會使電場分布畸變，在高氣壓時易發(fā)生凝露現(xiàn)象，從而使閃絡(luò)電壓降低，從而造成沿面閃絡(luò)。