GIS組合電器三大控制關鍵環節
簡介： GIS組合電器三大控制關鍵環節.1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓;2 密封性檢查;3 抽真度及含水量檢查.
關鍵字：GIS 絕緣特性 耐壓
1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓
從工廠和現場實踐證明，最重要的是表面粗糙度和雜質的危害。SF6氣體對由電極表面缺陷引起的微觀電場不均勻度十分敏感，當SF6氣體壓力與表面粗糙度之積大于8MPa·靘,SF6氣體壓力與導電微粒長度之積大于7MPa·靘時，會引起局部電場畸變及強化，降低了放電電壓；當氣壓與粗糙度之積為40MPa·靘時，擊穿電壓已下降了一半；當微粒長度為1mm時，擊穿電壓已降到七成，100mm時降低到三成。因此無論在工廠或現場都應做SI或LI試驗，以驗證GIS是否存在致命的絕緣性能缺陷。
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，這是法拉第籠效應的表現。在高電壓的加壓過程中，導電性雜質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，故雜質一旦立起就不容易倒置，在交流電場中導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，微粒往往被驅趕到電場較弱處，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"，對于消除微米級細小微粒是非常有效的。這種細小微粒往往要經過一、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，出現老練不完全現象。故每次老練時間應不少于5min，如有條件還應稍微延長老練時間。
2 密封性檢查
通常采用聚乙烯塑料布局部包扎積累法測定，還要結合經常檢查SF6壓力表讀數來作為密封性的輔助檢查。氣密性積累時間通常取24h較為方便。
密封主要取決于罐體焊接質量，其次是密封圈的制造、安裝調整狀況。要按照O形圈的壓縮量(應小于20%)和修整的圓度；在清理罐體密封面的密封槽時，要用600號細砂紙，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，壓力取最高氣壓的1.25倍，用SF6與氟里昂混合氣體加壓，測量儀器的靈敏度為1×1011MPa·cm3·S-1，在總裝試驗時測SF6氣體泄漏的靈敏度，要求可為1×10-8。
水壓試驗是對罐體強度的考核，鋼制罐的例行試驗壓力值取SF6最高工作氣壓的1.3倍再加0.3MPa(大于鋼制壓力密器GB150-1998新標準中的1.25倍這個系數值，若是鑄鋁件其安全系數應把1.3倍改為1.5倍)，對應斷路器外殼設計壓力為0.79MPa，其他氣室為0.68MPa。作為型式試驗時，壓力遠高于例行試驗值，水壓試驗要先在1.8MPa保持5min，不出現水珠水霧，再加壓到2.1MPa保持5min，一般鋼罐的破壞強度為2.5MPa，大于設計壓力的3倍。
3 抽真度及含水量檢查
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，也減少了罐內其他物質(絕緣體、密封體等)內所含的水分，一般要求在充氣之前真空度應達到133Pa(即1mmHg)再繼續抽真空30min，國內有些廠家要求真空度40Pa。
固體絕緣介質表面吸附水膜時會使沿面電壓分布不均勻，因而使閃絡電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，介質表面粗糙，也會使電場分布畸變，從而使閃絡電壓降低，在高氣壓時易發生凝露現象，表現更為明顯。
水分對GIS運行影響的關鍵是在于把SF6氣體露點必須控制在0℃以下，以防止溫度變化會造成絕緣體表面上凝露，所附著的水珠和SF6電弧產物發生反應生成HF、SF6等低氟化物，這就是沿面的絕緣材料和金屬表面劣化的主要原因。通常允許值把露點控制在-5℃，此時絕緣體表面凝結的不會是水珠而是冰晶，它對絕緣性能的使用幾乎沒有影響。
4 結論
(1)潔凈度是總裝、安裝中最首要的控制要求，適當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。
(2)密封性是GIS長期安全運行的關鍵，在整個制造、安裝、運行各階段的漏氣檢查，并從嚴要求。
(3)按國際規定的真空度控制已完全能保證控制住SF6氣體中含水量。
(4)GIS出廠和現場都宜做SI或LI試驗，以最大限度地消除所有絕緣缺陷。
關鍵字：GIS 絕緣特性 耐壓
1 GIS絕緣特性以及老煉、耐壓
從工廠和現場實踐證明，最重要的是表面粗糙度和雜質的危害。SF6氣體對由電極表面缺陷引起的微觀電場不均勻度十分敏感，當SF6氣體壓力與表面粗糙度之積大于8MPa·靘,SF6氣體壓力與導電微粒長度之積大于7MPa·靘時，會引起局部電場畸變及強化，降低了放電電壓；當氣壓與粗糙度之積為40MPa·靘時，擊穿電壓已下降了一半；當微粒長度為1mm時，擊穿電壓已降到七成，100mm時降低到三成。因此無論在工廠或現場都應做SI或LI試驗，以驗證GIS是否存在致命的絕緣性能缺陷。
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，這是法拉第籠效應的表現。在高電壓的加壓過程中，導電性雜質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，故雜質一旦立起就不容易倒置，在交流電場中導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，微粒往往被驅趕到電場較弱處，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"，對于消除微米級細小微粒是非常有效的。這種細小微粒往往要經過一、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，出現老練不完全現象。故每次老練時間應不少于5min，如有條件還應稍微延長老練時間。
2 密封性檢查
通常采用聚乙烯塑料布局部包扎積累法測定，還要結合經常檢查SF6壓力表讀數來作為密封性的輔助檢查。氣密性積累時間通常取24h較為方便。
密封主要取決于罐體焊接質量，其次是密封圈的制造、安裝調整狀況。要按照O形圈的壓縮量(應小于20%)和修整的圓度；在清理罐體密封面的密封槽時，要用600號細砂紙，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，壓力取最高氣壓的1.25倍，用SF6與氟里昂混合氣體加壓，測量儀器的靈敏度為1×1011MPa·cm3·S-1，在總裝試驗時測SF6氣體泄漏的靈敏度，要求可為1×10-8。
水壓試驗是對罐體強度的考核，鋼制罐的例行試驗壓力值取SF6最高工作氣壓的1.3倍再加0.3MPa(大于鋼制壓力密器GB150-1998新標準中的1.25倍這個系數值，若是鑄鋁件其安全系數應把1.3倍改為1.5倍)，對應斷路器外殼設計壓力為0.79MPa，其他氣室為0.68MPa。作為型式試驗時，壓力遠高于例行試驗值，水壓試驗要先在1.8MPa保持5min，不出現水珠水霧，再加壓到2.1MPa保持5min，一般鋼罐的破壞強度為2.5MPa，大于設計壓力的3倍。
3 抽真度及含水量檢查
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，也減少了罐內其他物質(絕緣體、密封體等)內所含的水分，一般要求在充氣之前真空度應達到133Pa(即1mmHg)再繼續抽真空30min，國內有些廠家要求真空度40Pa。
固體絕緣介質表面吸附水膜時會使沿面電壓分布不均勻，因而使閃絡電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，介質表面粗糙，也會使電場分布畸變，從而使閃絡電壓降低，在高氣壓時易發生凝露現象，表現更為明顯。
水分對GIS運行影響的關鍵是在于把SF6氣體露點必須控制在0℃以下，以防止溫度變化會造成絕緣體表面上凝露，所附著的水珠和SF6電弧產物發生反應生成HF、SF6等低氟化物，這就是沿面的絕緣材料和金屬表面劣化的主要原因。通常允許值把露點控制在-5℃，此時絕緣體表面凝結的不會是水珠而是冰晶，它對絕緣性能的使用幾乎沒有影響。
4 結論
(1)潔凈度是總裝、安裝中最首要的控制要求，適當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。
(2)密封性是GIS長期安全運行的關鍵，在整個制造、安裝、運行各階段的漏氣檢查，并從嚴要求。
(3)按國際規定的真空度控制已完全能保證控制住SF6氣體中含水量。
(4)GIS出廠和現場都宜做SI或LI試驗，以最大限度地消除所有絕緣缺陷。
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