110kV SF6气体绝缘电器常见运行特点

摘 要：本文针对110kV及以上SF6气体绝缘设备与常规空气绝缘设备在运行的不同之处进行探讨，主要探讨SF6气体压力条件对设备的影响，110kV及以上SF6气体绝缘设备操作方式的设计思路，就地远方开关与常规的不同设置方式。

关键词：110kV气体绝缘电器；110kV GIS操作；SF6报警压力；就地远方开关

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

0 引言

由于110kV 以上电压等级高，需要的绝缘水平更高，户外敞开式设备占地面积比较大，六氟化硫（SF6）气体绝缘电器由于设备体积小，在寸土寸金的大城市和一些施工场地比较限制的山区得到了用户的喜爱，今年来使用范围不断扩大。相较于空气绝缘的设备，110kV及以上SF6气体绝缘设备运行有所区别特点，现在就对其运行特点作一些探讨。110kV SGF6气体绝缘设备在下文中简称110kV GIS，220kV等电压等级的设备的原理与110kV的设备原理基本一致，不重复讨论。

1 SF6气室压力条件在110kV GIS中的作用

110kV GIS的体积相较于敞开式设备缩小，主要的依据的也是SF6气体带来的绝距离的变化， 110kV GIS绝缘和灭弧是靠SF6气体，在一定范围内，SF6的密度增大，绝缘距离变小，设备体积也相应的缩小，110kV GIS设备是靠压力来衡量密度的。

110kV GIS气室分为两类，一类是断路器灭弧室所在的气室简称断路器气室，第二类是除了断路器气室所在的气室，一般含母线气室、避雷器气室、套管气室、电压互感器气室等，具体划分的规则，各个厂家都会依据自身设备的特性而有所不同。但是此两类气室条件对断路器的操作是有所影响的。

1.1 断路器气室SF6压力条件对断路器操作的影响

断路器气室一般有两级报警压力：1）断路器气室二级压力闭锁信号。2）断路器气室压力一级报警信号。在气室压力降低过程中，先报一级报警信号，压力继续降低一个过程后报二级闭锁信号。

第一个信号是断路器气室压力二级闭锁信号。此闭锁信号是一个很重要的信号。当断路器发出断路器压力二级闭锁信号的时候，是一个很严重的信号，如果不妥善处理会导致严重事故。

断路器气室发出气室压力二级闭锁信号，代表着当前110kV GIS的断路器SF6的密度达到不到灭弧或绝缘的要求，操作断路器不能灭弧，继续带电绝缘距离不够，随时会爆炸，需要立马停下断路器进行充气检修等工作。因此有断路器气室压力二级闭锁信号发出的时候，需要通过上级停电各种措施来停止断路器的运行。断路器的分合闸回路监视是需要串入SF6气室压力条件的。

很多运行人员很疑惑，35kV开关在报二级报警信号的时候可跳开断路器，因为35kV的SF6开关柜内一般是真空断路器，不是靠SF6来绝缘灭弧的，假设35kV断路器用的是SF6灭弧，那断路器气室压力二级的时候也是不能跳开断路器。

第二个报警信号是断路器气室压力一级报警信号，此压力报警信号，相对断路器二级报警信号高，在此信号下，断路器是可以安全运行的，此信号比闭锁信号更早报警，提醒运行人员及时的补气。在一级和二级之间一般有个相对的时间，操作人员如果抓住这段时间及时补气，则可以避免本身停电。

1.2 其他气室SF6压力条件对断路器操作的影响

除了断路器气室外的压力报警信号也是一样分成两级的，一个较低的气室压力二级报警，一个较高的气室压力一级报警信号。当其他气室压力发出二级报警信号的时候，而断路器气室压力正常的时候，报警气室的SF6的压力不足以承受绝缘。此时如果是出现套管或者避雷器等气室可以通过切除本身断路器，如果是母线气室压力报警则需要停掉整条母线来避免更大的事故。如果发出其他气室压力一级报警信号，则需要及时的补充气体，不需要操作断路器或其他停电方式来处理。

1.3 SF6环境在线监测信号

室内的SF6气体绝缘组合电器一般在运行中还有个报警信号SF6环境在线监测信号，他不属于SF6气体绝缘组合电器的本身，但运行人员时刻会碰见的。此信号监视的是组合电气所在的室内的含氧量是否符合人安全进入要求，如果室内的SF6的气体的浓度过大，就会造成运行人员的窒息。故运行人员一般在进入设备所在的房间前一定需要仔细观看此信号，确认安全后才能进入。

2 SF6气体绝缘组合电器的操作方式不同

对于一般的户外敞开式设备，操作设备一般有两个位置，一个是就地操作（手动操作），另外一个是远方操作，此操作一般是电动机构才有。35kV的隔离开关或接地开关一般是手動小车的机械操作。但是对于SF6气体绝缘组合电器有三个操作位置，第一个是在本体上用机械手柄来操作，第二个是在就地控制柜内的操作，第三个就是远方操作。

2.1 110kV GIS断路器操作的设置

110kV GIS断路器的操作方式只有两种：断路器在就地控制柜上电动操作，和远方操作；很有特色的是他并不设置机构本体机构箱的操作。如果有断路器的紧急分闸操作是需要在断路器就地控制柜上操作分闸。不设置本体机构箱的紧急操作的原因有两点：1）断路器在操作前世需要判断断路器气室SF6压力是否符合要求，此一般是一个压力表的触点串在分合闸的电动回路里。采用电动操作，触点才能起到相应闭锁作用，避免事故。2）SF6断路器的灭弧室整体包裹在断路器的壳体内，壳体是不透明看不见一次设备的动触头的位置。断路器的位置上靠辅助触点来判断的。不存在着明显看到一次动触头动作不到位，用机械摇柄等让分合到位的操作。故110kV及以上的SF6断路器操作机构上特意不设置紧急机械分闸装置。机构上没有紧急机械分闸的装置，断路器的就地控制柜上就相应增加了电动分合闸开关。在SF6就地控制柜商，分闸条件和简单，只串断路器自身的条件如SF6的压力，不会存在其他的条件，故紧急分闸操作是用户是在就地控制柜上完成。

2.2 110kV GIS隔离开关、接地开关、快速接地开关的操作设置

110kV GIS隔离开关正常的操作在断路器断开的情况下，不存在着灭弧要求，因此可以有三种操作方式：1）远方电动操作。2）GIS就地控制柜操作。3）本体上用机械摇柄操作。有用户担心检修期间机械和电动同时操作，国产厂家一般是在机构箱内二次回路内设小空开，手动操作时候断开空开；合资和进口开关厂家，機构箱比较紧凑，他们习惯电动回路上设置闭锁装置，在手柄插入时，直接断开电动回路。外国用户喜欢在110kV GIS就地控制柜商，就地远方转换开关增加一个零位，就地远方转换开关打在零位，才插入机械手柄，此时零位会把所有的电动回路断开，增加一重保险。

隔离开关的电动操作在远方电动操作是十分常见，但有一些地区习惯是地刀不远方操作，因为合地刀的时候一般是处于检修状态。

2.3 五防系统的配置不同

如果是户外敞开式的110kV 隔离开关设备，一般是配锁头式电子五防锁具，挂锁在操作手柄。而110kV GIS的就地五防锁一般是一排的电磁锁具安装在控制柜面板上，断路器、隔离开关、接地开关按设备每一个设备都有一个自身的锁具，而不在就地控制门上挂锁。

3 就地远方转换开关的配置不同

经常有运行人员要求每个隔离开关配一个就地远方转换开关，这种要求源于110kV 空气绝缘的设备（简称AIS ）的运行习惯。一个传统的AIS，一般是一个隔离开关或一个接地开关配置一个就地远方转换开关，这是由于他自身的特性决定的。AIS设备的距离相对远，一把刀闸或地刀单独的配一个就地远方转换开关，如果他们的就地远方转换开关要共用，需要在不同的设备间拉很长的电缆，不容易实现。因此他们会采用挂就地五防锁等方式来保证，操作时候各个开关的准确操作。

110kV GIS的同一间隔隔离开关、接地开关、断路器共用同一面就地控制柜。 110kV GIS的隔离开关都是电动操作，如果把各个隔离开关各自带一个就地远方转换开关，存在着检修的时候就地操作隔离开关时，远控信号过来操作地刀，就不符合五防要求了。另就地柜的面板的空间很紧凑，没有足够的空间摆放太多的转换开关，想按AIS的做法把就地远方转换开关分开是不能现实的。一般就地远方转换开关分为三类：1）断路器同隔离开关、接地开关的重要程度不同，断路器单独配置一个就地远方转换开关。2）隔离开关、接地开关一般共用一把就地远方转换开关。3）母线设备如母线PT前的隔离开关和母线接地开关，一般共用一把就地远方转换开关。如果两个母线设备在同一个控制柜内，则两组母线设备各自配置一个就地远方转换开关。因为共用一面柜子，五防锁也无法对每把隔离开关进行挂锁，因此一般是采用五防电编码锁形式，把五防锁的串在就地操作回路上。

4 小结

以上仅对110kV GIS一些比较常见的特点做了一点探讨，每个地区还会有自身的要求，每个工程还会有自身的特点，就不一一细化。

作者简介：朱翠岚（1983-），女，福建人，本科，主要从事110kV至550kV 六氟化硫组合电器工程设计工作。