110kV SF6氣體絕緣電器常見(jiàn)運(yùn)行特點(diǎn)

摘 要：本文針對(duì)110kV及以上SF6氣體絕緣設(shè)備與常規(guī)空氣絕緣設(shè)備在運(yùn)行的不同之處進(jìn)行探討，主要探討SF6氣體壓力條件對(duì)設(shè)備的影響，110kV及以上SF6氣體絕緣設(shè)備操作方式的設(shè)計(jì)思路，就地遠(yuǎn)方開關(guān)與常規(guī)的不同設(shè)置方式。

關(guān)鍵詞：110kV氣體絕緣電器；110kV GIS操作；SF6報(bào)警壓力；就地遠(yuǎn)方開關(guān)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.186

0 引言

由于110kV 以上電壓等級(jí)高，需要的絕緣水平更高，戶外敞開式設(shè)備占地面積比較大，六氟化硫（SF6）氣體絕緣電器由于設(shè)備體積小，在寸土寸金的大城市和一些施工場(chǎng)地比較限制的山區(qū)得到了用戶的喜愛(ài)，今年來(lái)使用范圍不斷擴(kuò)大。相較于空氣絕緣的設(shè)備，110kV及以上SF6氣體絕緣設(shè)備運(yùn)行有所區(qū)別特點(diǎn)，現(xiàn)在就對(duì)其運(yùn)行特點(diǎn)作一些探討。110kV SGF6氣體絕緣設(shè)備在下文中簡(jiǎn)稱110kV GIS，220kV等電壓等級(jí)的設(shè)備的原理與110kV的設(shè)備原理基本一致，不重復(fù)討論。

1 SF6氣室壓力條件在110kV GIS中的作用

110kV GIS的體積相較于敞開式設(shè)備縮小，主要的依據(jù)的也是SF6氣體帶來(lái)的絕距離的變化， 110kV GIS絕緣和滅弧是靠SF6氣體，在一定范圍內(nèi)，SF6的密度增大，絕緣距離變小，設(shè)備體積也相應(yīng)的縮小，110kV GIS設(shè)備是靠壓力來(lái)衡量密度的。

110kV GIS氣室分為兩類，一類是斷路器滅弧室所在的氣室簡(jiǎn)稱斷路器氣室，第二類是除了斷路器氣室所在的氣室，一般含母線氣室、避雷器氣室、套管氣室、電壓互感器氣室等，具體劃分的規(guī)則，各個(gè)廠家都會(huì)依據(jù)自身設(shè)備的特性而有所不同。但是此兩類氣室條件對(duì)斷路器的操作是有所影響的。

1.1 斷路器氣室SF6壓力條件對(duì)斷路器操作的影響

斷路器氣室一般有兩級(jí)報(bào)警壓力：1）斷路器氣室二級(jí)壓力閉鎖信號(hào)。2）斷路器氣室壓力一級(jí)報(bào)警信號(hào)。在氣室壓力降低過(guò)程中，先報(bào)一級(jí)報(bào)警信號(hào)，壓力繼續(xù)降低一個(gè)過(guò)程后報(bào)二級(jí)閉鎖信號(hào)。

第一個(gè)信號(hào)是斷路器氣室壓力二級(jí)閉鎖信號(hào)。此閉鎖信號(hào)是一個(gè)很重要的信號(hào)。當(dāng)斷路器發(fā)出斷路器壓力二級(jí)閉鎖信號(hào)的時(shí)候，是一個(gè)很嚴(yán)重的信號(hào)，如果不妥善處理會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

斷路器氣室發(fā)出氣室壓力二級(jí)閉鎖信號(hào)，代表著當(dāng)前110kV GIS的斷路器SF6的密度達(dá)到不到滅弧或絕緣的要求，操作斷路器不能滅弧，繼續(xù)帶電絕緣距離不夠，隨時(shí)會(huì)爆炸，需要立馬停下斷路器進(jìn)行充氣檢修等工作。因此有斷路器氣室壓力二級(jí)閉鎖信號(hào)發(fā)出的時(shí)候，需要通過(guò)上級(jí)停電各種措施來(lái)停止斷路器的運(yùn)行。斷路器的分合閘回路監(jiān)視是需要串入SF6氣室壓力條件的。

很多運(yùn)行人員很疑惑，35kV開關(guān)在報(bào)二級(jí)報(bào)警信號(hào)的時(shí)候可跳開斷路器，因?yàn)?5kV的SF6開關(guān)柜內(nèi)一般是真空斷路器，不是靠SF6來(lái)絕緣滅弧的，假設(shè)35kV斷路器用的是SF6滅弧，那斷路器氣室壓力二級(jí)的時(shí)候也是不能跳開斷路器。

第二個(gè)報(bào)警信號(hào)是斷路器氣室壓力一級(jí)報(bào)警信號(hào)，此壓力報(bào)警信號(hào)，相對(duì)斷路器二級(jí)報(bào)警信號(hào)高，在此信號(hào)下，斷路器是可以安全運(yùn)行的，此信號(hào)比閉鎖信號(hào)更早報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)的補(bǔ)氣。在一級(jí)和二級(jí)之間一般有個(gè)相對(duì)的時(shí)間，操作人員如果抓住這段時(shí)間及時(shí)補(bǔ)氣，則可以避免本身停電。

1.2 其他氣室SF6壓力條件對(duì)斷路器操作的影響

除了斷路器氣室外的壓力報(bào)警信號(hào)也是一樣分成兩級(jí)的，一個(gè)較低的氣室壓力二級(jí)報(bào)警，一個(gè)較高的氣室壓力一級(jí)報(bào)警信號(hào)。當(dāng)其他氣室壓力發(fā)出二級(jí)報(bào)警信號(hào)的時(shí)候，而斷路器氣室壓力正常的時(shí)候，報(bào)警氣室的SF6的壓力不足以承受絕緣。此時(shí)如果是出現(xiàn)套管或者避雷器等氣室可以通過(guò)切除本身斷路器，如果是母線氣室壓力報(bào)警則需要停掉整條母線來(lái)避免更大的事故。如果發(fā)出其他氣室壓力一級(jí)報(bào)警信號(hào)，則需要及時(shí)的補(bǔ)充氣體，不需要操作斷路器或其他停電方式來(lái)處理。

1.3 SF6環(huán)境在線監(jiān)測(cè)信號(hào)

室內(nèi)的SF6氣體絕緣組合電器一般在運(yùn)行中還有個(gè)報(bào)警信號(hào)SF6環(huán)境在線監(jiān)測(cè)信號(hào)，他不屬于SF6氣體絕緣組合電器的本身，但運(yùn)行人員時(shí)刻會(huì)碰見(jiàn)的。此信號(hào)監(jiān)視的是組合電氣所在的室內(nèi)的含氧量是否符合人安全進(jìn)入要求，如果室內(nèi)的SF6的氣體的濃度過(guò)大，就會(huì)造成運(yùn)行人員的窒息。故運(yùn)行人員一般在進(jìn)入設(shè)備所在的房間前一定需要仔細(xì)觀看此信號(hào)，確認(rèn)安全后才能進(jìn)入。

2 SF6氣體絕緣組合電器的操作方式不同

對(duì)于一般的戶外敞開式設(shè)備，操作設(shè)備一般有兩個(gè)位置，一個(gè)是就地操作（手動(dòng)操作），另外一個(gè)是遠(yuǎn)方操作，此操作一般是電動(dòng)機(jī)構(gòu)才有。35kV的隔離開關(guān)或接地開關(guān)一般是手動(dòng)小車的機(jī)械操作。但是對(duì)于SF6氣體絕緣組合電器有三個(gè)操作位置，第一個(gè)是在本體上用機(jī)械手柄來(lái)操作，第二個(gè)是在就地控制柜內(nèi)的操作，第三個(gè)就是遠(yuǎn)方操作。

2.1 110kV GIS斷路器操作的設(shè)置

110kV GIS斷路器的操作方式只有兩種：斷路器在就地控制柜上電動(dòng)操作，和遠(yuǎn)方操作；很有特色的是他并不設(shè)置機(jī)構(gòu)本體機(jī)構(gòu)箱的操作。如果有斷路器的緊急分閘操作是需要在斷路器就地控制柜上操作分閘。不設(shè)置本體機(jī)構(gòu)箱的緊急操作的原因有兩點(diǎn)：1）斷路器在操作前世需要判斷斷路器氣室SF6壓力是否符合要求，此一般是一個(gè)壓力表的觸點(diǎn)串在分合閘的電動(dòng)回路里。采用電動(dòng)操作，觸點(diǎn)才能起到相應(yīng)閉鎖作用，避免事故。2）SF6斷路器的滅弧室整體包裹在斷路器的殼體內(nèi)，殼體是不透明看不見(jiàn)一次設(shè)備的動(dòng)觸頭的位置。斷路器的位置上靠輔助觸點(diǎn)來(lái)判斷的。不存在著明顯看到一次動(dòng)觸頭動(dòng)作不到位，用機(jī)械搖柄等讓分合到位的操作。故110kV及以上的SF6斷路器操作機(jī)構(gòu)上特意不設(shè)置緊急機(jī)械分閘裝置。機(jī)構(gòu)上沒(méi)有緊急機(jī)械分閘的裝置，斷路器的就地控制柜上就相應(yīng)增加了電動(dòng)分合閘開關(guān)。在SF6就地控制柜商，分閘條件和簡(jiǎn)單，只串?dāng)嗦菲髯陨淼臈l件如SF6的壓力，不會(huì)存在其他的條件，故緊急分閘操作是用戶是在就地控制柜上完成。

2.2 110kV GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)的操作設(shè)置

110kV GIS隔離開關(guān)正常的操作在斷路器斷開的情況下，不存在著滅弧要求，因此可以有三種操作方式：1）遠(yuǎn)方電動(dòng)操作。2）GIS就地控制柜操作。3）本體上用機(jī)械搖柄操作。有用戶擔(dān)心檢修期間機(jī)械和電動(dòng)同時(shí)操作，國(guó)產(chǎn)廠家一般是在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次回路內(nèi)設(shè)小空開，手動(dòng)操作時(shí)候斷開空開；合資和進(jìn)口開關(guān)廠家，機(jī)構(gòu)箱比較緊湊，他們習(xí)慣電動(dòng)回路上設(shè)置閉鎖裝置，在手柄插入時(shí)，直接斷開電動(dòng)回路。外國(guó)用戶喜歡在110kV GIS就地控制柜商，就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)增加一個(gè)零位，就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)打在零位，才插入機(jī)械手柄，此時(shí)零位會(huì)把所有的電動(dòng)回路斷開，增加一重保險(xiǎn)。

隔離開關(guān)的電動(dòng)操作在遠(yuǎn)方電動(dòng)操作是十分常見(jiàn)，但有一些地區(qū)習(xí)慣是地刀不遠(yuǎn)方操作，因?yàn)楹系氐兜臅r(shí)候一般是處于檢修狀態(tài)。

2.3 五防系統(tǒng)的配置不同

如果是戶外敞開式的110kV 隔離開關(guān)設(shè)備，一般是配鎖頭式電子五防鎖具，掛鎖在操作手柄。而110kV GIS的就地五防鎖一般是一排的電磁鎖具安裝在控制柜面板上，斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)按設(shè)備每一個(gè)設(shè)備都有一個(gè)自身的鎖具，而不在就地控制門上掛鎖。

3 就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)的配置不同

經(jīng)常有運(yùn)行人員要求每個(gè)隔離開關(guān)配一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)，這種要求源于110kV 空氣絕緣的設(shè)備（簡(jiǎn)稱AIS ）的運(yùn)行習(xí)慣。一個(gè)傳統(tǒng)的AIS，一般是一個(gè)隔離開關(guān)或一個(gè)接地開關(guān)配置一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)，這是由于他自身的特性決定的。AIS設(shè)備的距離相對(duì)遠(yuǎn)，一把刀閘或地刀單獨(dú)的配一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)，如果他們的就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)要共用，需要在不同的設(shè)備間拉很長(zhǎng)的電纜，不容易實(shí)現(xiàn)。因此他們會(huì)采用掛就地五防鎖等方式來(lái)保證，操作時(shí)候各個(gè)開關(guān)的準(zhǔn)確操作。

110kV GIS的同一間隔隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷路器共用同一面就地控制柜。 110kV GIS的隔離開關(guān)都是電動(dòng)操作，如果把各個(gè)隔離開關(guān)各自帶一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)，存在著檢修的時(shí)候就地操作隔離開關(guān)時(shí)，遠(yuǎn)控信號(hào)過(guò)來(lái)操作地刀，就不符合五防要求了。另就地柜的面板的空間很緊湊，沒(méi)有足夠的空間擺放太多的轉(zhuǎn)換開關(guān)，想按AIS的做法把就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)分開是不能現(xiàn)實(shí)的。一般就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)分為三類：1）斷路器同隔離開關(guān)、接地開關(guān)的重要程度不同，斷路器單獨(dú)配置一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)。2）隔離開關(guān)、接地開關(guān)一般共用一把就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)。3）母線設(shè)備如母線PT前的隔離開關(guān)和母線接地開關(guān)，一般共用一把就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)。如果兩個(gè)母線設(shè)備在同一個(gè)控制柜內(nèi)，則兩組母線設(shè)備各自配置一個(gè)就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)。因?yàn)楣灿靡幻婀褡樱宸梨i也無(wú)法對(duì)每把隔離開關(guān)進(jìn)行掛鎖，因此一般是采用五防電編碼鎖形式，把五防鎖的串在就地操作回路上。

4 小結(jié)

以上僅對(duì)110kV GIS一些比較常見(jiàn)的特點(diǎn)做了一點(diǎn)探討，每個(gè)地區(qū)還會(huì)有自身的要求，每個(gè)工程還會(huì)有自身的特點(diǎn)，就不一一細(xì)化。

作者簡(jiǎn)介：朱翠嵐（1983-），女，福建人，本科，主要從事110kV至550kV 六氟化硫組合電器工程設(shè)計(jì)工作。