252kV HGIS液压机构 - 图文

252kV H-GIS六氟化硫复合电器

西安西电开关电气有限公司

252kV H-GIS六氟化硫复合电器产品介绍

1、 概述

目前我国252kV高压开关站主要有两大类：气体绝缘金属封闭开关设备

（GIS）、常规敞式开关设备（AIS），近几年又出现了一种新型 H-GIS 开关站，其介于全封闭开关设备（GIS）和敞开式开关设备（AIS）之间，是将全封闭开关设备（GIS）八大元件中电压互感器、避雷器及母线采用敞开式设备的一种新型开关站。这种新型开关站继承了GIS的运行可靠性高、环境适应能力强，耐地震能力强，技术经济指标高的特点。又可达到标准化、模块化设计和生产，产品可整体运输,、现场安装工作量小，周期短，安装费用低。另一突出优点是优异的经济性：新型H-GIS开关设备的价格约为GIS产品的80%左右，而其占地面积仅为常规敞开式开关站的45%左右。

西开电气生产的252kV H-GIS是252kV GIS产品技术而派生出的一种新型SF6超高压、大容量SF6气体开关设备， 西开电气公司生产的ZF9—252型 GIS是消化吸收日本三菱电机株式会社252kV GIS产品技术而生产的一种新型高压、大容量气体绝缘金属封闭开关设备,，并于1997年通过了两部鉴定。2002年ZF9-252 用三相机械联动六氟化硫断路器（配气动机构和液压机构）通过了两部鉴定且填补了国内空白。2004年在荷兰KEMA试验站和国家高压电器质量监督检验中心西安高压电器研究所顺利完成63kA,4000A全套型式试验，63kA,4000A 的252kV GIS（配气动机构和液压机构）填补了国内空白 。ZF9—252型 GIS产品已广泛应用于全国各地，63kA,4000A 的252kV GIS已有31个间隔销往新加坡国家电力公司。 2、

使用环境条件

安装条件： 户内或户外 环境温度: -35℃～40℃ 最大日温差: 25℃

相对湿度: 日平均不大于95%；月平均不大于90%。 日照强度(户外) : 0.1W/cm2(晴天中午) 最大风压: 34m/s

覆冰厚度: 20mm

抗震烈度: 水平加速度0.3g; 垂直加速度0.15g 污秽等级: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级

海拔: 1000m; 2000m; 3000m;

3、主要技术参数

额定电压: 252kV；

额定电流：3150A、4000A； 额定频率：50Hz；

额定短时耐受电流：50，63kA; 额定峰值耐受电流：125，160kA; 额定短路持续时间: 3s; 额定雷电冲击耐受电压：

断路器（对地/断口）： 1050/1050+206kV， 隔离开关（对地/断口）： 1050/1050+206kV;; 额定一分钟工频耐受电压：

断路器（对地/断口）： 460/540kV， 隔离开关（对地/断口）：460/540kV

4、主要技术指标

六氟化硫气体零表压下：5min工频耐受(20℃):189kV; 在1.1倍最高电压下： 晴天夜晚无可见电晕; 无线电干扰水平: 在1.1倍最高电压下≤500μV 六氟化硫气体年漏气率: ≤0.5%;

六氟化硫气体水分含量: 断路器气室≤150ppmv; 其它气室 ≤250ppmv 机械寿命: 不维修试验5000次; 可靠性试验： 10000次 局部放电: ≤10pc (间隔)

5、总体结构

252kV H-GIS六氟化硫复合电器由五大元件（断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器及终端元件）组成。分相式布置结构。下图是典型布置图。

典型布置图

6、基本元件介绍

6.1罐式六氟化硫断路器

罐式六氟化硫断路器主要由灭弧室本体和操作机构两部分组成。该产品CB为立式单断口，水平出线。每台产品由三个单极组成，产品每极配用一台AHMB型液压碟簧操动机构，单极操作，三极电气联动操作。

具有稳定可靠的开断性能，开断能力可达50kA，领先于国内外同类产品。灭弧室设计充分合理的利用电弧能量增压、利用堵塞效应增强喷嘴气吹能力。触头采用独特的整体自力型触头，无触头弹簧，电接触稳定可靠。弧触头采用整体烧结的铜钨触头，铜钨块不会脱落，灭弧室内零部件做到了最少程度，因此工作特性稳定可靠

操作机构部分主要有HMB液压弹簧操动机构、机构箱体、二次控制元件

以及连结本体和机构的传动系统组成。灭弧室见下图。

灭弧室图

HMB型液压碟簧操动机构，它的主要特点有：

1、各功能元件完全模块式集成连接，密封全部采用密封圈，节省了空间，减少了密封点,无渗漏油的隐患；

2、碟形弹簧贮能代替了传统的压缩氮气贮能，使得操作特性更加稳定可靠。

液压碟簧操动机构的工作原理 液压碟簧操动机构工作原理见下图 a) 贮能(参见图 (a))

当贮能电机接通时，油泵将低压油箱的油压入高压油腔，三组相同结构的贮能活塞在液压的作用下，向下压缩碟簧而贮能。 b) 合闸操作(参见图(b))

当合闸电磁阀线圈带电时，合闸电磁阀动作，高压油进入换向阀的上部，在差动力的作用下，换向阀芯向下运动，切断了工作活塞下部原来与低压油箱连通的油路，而与储能活塞上部的高压油路接通。这样，工作活塞在差动力的作用下，快速向上运动，带动断路器合闸。 c) 分闸操作(参见图 (c))

当分闸电磁阀线圈带电时，分闸电磁阀动作，换向阀上部的高油压腔与低压油箱导通而失压，换向阀芯立即向上运动，切断了原来与工作活塞下部相连通的高压油路，而使工作活塞下部与低油油箱连通失压。工作活塞在上部高压油的作用下，迅速向下运动，带动断路器分闸。

(a) 未贮能,分闸状态 (b)已贮能,合闸状态 (c) 已贮能,合闸状态

1 低压油箱； 2 油位指示器；3 工作活塞杆； 4 高压油腔； 5 贮能活塞； 6 支撑环；7碟簧； 8 辅助开关； 9 注油孔； 10 合闸节流阀；11 合闸电磁阀；12 分闸电磁阀 13 分闸节流阀； 14 排油阀； 15 贮能电机： 16 柱塞油泵； 17 泄压阀； 18 行程开关

液压弹簧操动机构工作原理图

d) 机械防慢分结构

1拐臂 2 弹性开口销 3连杆 4调整螺栓 5支撑环

机械防慢分装置工作原理图

图(a)为机构正常工作状态，图(b)为失压状态。断路器处于合闸位置时，一旦机构液压系统出现失压故障，支撑环5受到弹簧力的作用，向上运动h2，推动连杆3，连杆3带动拐臂1

顺时针转动h3，支撑住向下慢分的活塞杆，使断路器始终保持在合闸位置。待机构的故障排除后重新贮能，在储能活塞的作用下，支撑环5向下运动压缩碟簧，连杆3在复位弹簧力的作用下，带动拐臂1逆时针转动，脱离活塞杆，产品又恢复正常工作状态。

6.2隔离开关

接地开关

隔离开关

隔离开关有GL、GR种.GR型载流回路呈直角形，GL型呈直线形。 两种隔离开关的所有带电部件均安装在金属壳体中。

两种隔离开关都可组合进一台接地开关，使GIS布置时更加紧凑、随意、多变。

隔离开关还具有开合容性、感性小电流，开合母线转移电流的能力。 配弹簧操动机构，三相机械联动。

6.3接地开关、快速接地开关

接地开关、快速接地开关

ES装附于DS上,每组DS上可附带一组ES。接地开关壳体与GIS壳体之间具有绝缘隔板，拆开接地线后，可用于主回路电阻的测量，断路器机械特性等的检测。

FES装附于母线四通接头上，具有关合短路电流的能力，具有开合感应电流的能力。

ES配用电动，可三相机械联动，也可单相操动。 FES配用弹簧操动机构，单相操动 6.4电流互感器

内装式结构 ，环形铁芯为模压浇注件。

电流互感器 6.5终端元件 SF6 /空气瓷套管

内充SF6气体，装有旋压（一体化）超长屏蔽罩改善了电场分布。

SF6 /空气瓷套管

7、产品特点

西开电气生产的252kV H-GIS是252kV GIS产品技术而派生出的一种新型SF6超高压、大容量SF6气体开关设备，其主要特点如下：

7.1、技术先进、参数高

技术先进、参数高，开断容量高达63kA，额定电流高达4000A，年泄漏率≤0.5％，其断路器在荷兰KEMA试验站顺利完成63kA，4000A全套型式试验。63kA，4000A 的252kV GIS技术填补了国内空白。

7.2、操动机构配原装ABB的HMB型液压操动机构

1） 弹簧贮能：排除了温度变化的影响，耐环境能力强，体积小；

2） 全集成模块化：没有一根外联油管，将油的外泄可能降到最小； 3） 与灭弧室本体配合性好：机械特性是根据西开断路器的特性而专门进行设计和制造的；

4） 操作噪音小：油缸内置缓冲器；

5） 免维护：低压油箱采用真空注油，液压流体载能； 6）防慢分装置

7） 可靠性高：用最少的可动元件满足了机构运动的需要。 7.3、可靠的导电性能

断路器导电回路采用自力型触指，该触指无需外加弹簧压紧，靠材料自身弹力保证其对导电元件压紧力，无崩簧触指或触指松散危险。导电回路采用“外导电”回路，电流密度相对“内导电”回路小，温升低。且采用两套触头系统，断路器的电寿命和机械寿命高。

7.4、涡流损耗小

GIS壳体主要采用铝合金壳体结构，采用无焊缝防銹铝合金材料，基本无涡流损耗。

7.5、优异的壳体结构

GIS的壳体（圆筒）采用冷翻边工艺，使垂直相交二筒的焊缝不在相贯线上、极大的改善了电场分布、缩小了结构尺寸。增设检验工序，加强焊接件检查。对焊接件实施的无损检查，即采用X光检验、着色检验和水压检验和气密性检验，确保焊缝质量优良。

7.6、高度的绝缘可靠性

GIS中盆式绝缘子、绝缘筒、绝缘拉杆、绝缘台等环氧树脂绝缘件为西开自己生产。这些环氧树脂绝缘件应用先进的德国海德里悉公司和旭百士浇注设备、合理科学的配方和完善工艺制成。每件制品都要做工频耐压和局放试验，局放量低于IEC标准要求的值。

7.7、优良的SF6气体系统及密封技术

西开电气H-GIS SF6气体系统的设计原则是按照设备各元件的执行功能并尽可能减少气隔的数量，同时考虑到减小事故和检修时涉及的范围来设置。

H-GIS SF6气体系统采用分散监控方式，取消了SF6阀门及SF6管路系统。采用新型的自封接头及SF6密度计，从而去除了H-GIS外部的泄漏环节，使得

SF6泄漏率≤0.5%。

7.8、采用标准化、模块化设计生产

随着西开电气GIS及H-GIS产品经过二十余年六千多个间隔的设计生产积累了丰富的经验，设计水平和经验的大幅度提高，在此基础上我们总结出各种标准设计方案，标准功能模块，组合设计出完善可靠的工程产品。真正达到了标准化、模块化设计生产。大大缩短了设计、生产周期。

7.9、便于运输、安装方便

H-GIS在设计时，已将需解体运输的H-GIS分为若干运输包装单元，分割的原则为既便于运输又尽可能不破坏各元件的完整性，这样可减少现场除尘净化，抽真空等工作量，大大方便现场安装。 8、总结

252kV H-GIS六氟化硫复合电器产品性能可靠、技术参数先进，完全符合GB7674国家标准、IEC62271-203国际电工委员会标准和有关DL标准的要求，并按照标准规定的试验方法通过了型式试验，试验项目齐全，完全可以满足220kV电网运行的要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3gk.html