氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，簡稱GIS)是一種以SF6氣體作為主要絕緣介質(zhì)并將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、PT、CT、避雷器、母線、進(jìn)出線套管、電纜終端等封組裝在一起的電氣設(shè)備。由于GIS采用的這種積木式設(shè)計(jì)，使得其結(jié)構(gòu)十分緊湊，占地面積大大的縮小，如：電壓等級為110kV的GIS的總占地的面積跟常規(guī)的變電站比起來，僅占變電站的7.6%，該特點(diǎn)在目前城市土地資源稀缺的情況下是十分重要的，加之GIS維護(hù)工作量小、運(yùn)行可靠性高，它己逐漸成為現(xiàn)代城市電網(wǎng)和超特高壓電網(wǎng)的主要裝備之一。下圖是一典型GIS現(xiàn)場安裝實(shí)物圖。
GIS實(shí)物圖
GIS設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，可靠性優(yōu)于普通的電氣設(shè)備，但在運(yùn)行過程中，溫度外力等的作用會(huì)導(dǎo)致GIS的內(nèi)部絕緣出現(xiàn)時(shí)效老化；在制造、運(yùn)輸、安裝調(diào)試、運(yùn)行和維修過程又可能因?yàn)楦鞣N人為的不可控因素產(chǎn)生或殘留金屬微粒、刮痕等絕緣隱患。這些缺陷將影響GIS內(nèi)部的電場分布，致使局部的電場發(fā)生畸變，導(dǎo)致GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電（Partial Discharge，簡稱PD），長期的PD則會(huì)引起絕緣子的劣化、SF6分解，引起絕緣介質(zhì)絕緣強(qiáng)度降低或失效。GIGRE23.10工作組關(guān)于GIS故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：1985年之前所有己經(jīng)投入使用的GIS設(shè)備，共發(fā)生故障562次，其中絕緣故障占的比例為60%；1985年之后，所有己經(jīng)投入使用的GIS設(shè)備共出現(xiàn)故障247次，其中絕緣故障占51%。GIS發(fā)生故障時(shí)的故障原因是多樣的，國家電網(wǎng)公司針對這個(gè)情況對電壓等級在72.5kV-800kV內(nèi)的GIS設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行了系統(tǒng)性的分析，統(tǒng)計(jì)得到，GIS總共出現(xiàn)故障次數(shù)為33次，有24次是絕緣事故，有13次是絕緣故障，分別占事故總數(shù)的72.7%和17.6%。因此，GIS的絕緣問題必須引起重視。
當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生絕緣故障時(shí)，最先出現(xiàn)的就是PD，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將演變成閃絡(luò)甚至絕緣完全擊穿，由此看來，PD既是加劇絕緣劣化的主要原因，同時(shí)由于PD信號含有豐富的能反映由各種絕緣缺陷導(dǎo)致的絕緣故障的信息，所以可以通過分析PD信號來得知GIS的絕緣狀態(tài)。由此，對GIS設(shè)備進(jìn)行PD在線監(jiān)測是目前保障GIS能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要技術(shù)手段。
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