题 目：GIS组合电器牵引变电应
专 业：电气工程动化
学 号：
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指导教师：
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院系 网络教育学院 专 业 电气工程动化
年级 学 号 姓 名
学中心 指导教师
题目 GIS组合电器牵引变电应
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否意答辩 程分(满分20)
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毕 业 文 书
班 级 学生姓名 学 号
开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日
题 目 GIS组合电器牵引变电应
题目类型：工程设计 技术专题研究√ 理研究 软硬件产品开发
设计务求
1着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高尤新土法实施征成断提高路网密集城市建造型牵引变电非常紧张新线路断建设前提受环境影响高性集成度高占占空间少免维护新型牵引供电设备需求日益迫切加275 kV敞开式户外布置设备诸缺陷严重阻碍牵引供电系统远动设备投入电气化铁道现代化进程
2文求针国铁路现牵引变电现状研究牵引变电中采GIS组合电器种新技术新设备
3充分考虑国铁路现状未发展立足应立足运行维护
二 应完成硬件软件实验
牵引变电项参数实验
三 应交出设计文件实物（包括设计文程序清单磁盘实验装置产品等）
毕业文
四 指导教师提供设计资料
朱芬菲六氟化硫气体分析技术[M]北京兵器工业出版社1998
五 求学生搜集技术资料（指出搜集资料技术领域）
1 罗学琛SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)［M］北京中国电力出版社1999．
2．电子稿件电子图书
六 设计进度安排
第部分 熟练课题收集整理课题相关资料 （ 1 周）
第二部分 系统分析总体设计 （ 2 周）
第三部分 详细设计 （ 2 周）
第四部分 毕业设计文文档编写整理 （ 2 周）
评阅答辩 （ 1 周）
指导教师： 年 月 日
学院审查意见：
审 批 ： 年 月 日
诚信承诺
设计独立完成
二 设计没抄袭行
三实查出请答辩委员会取消
答辩（评阅）资格
承诺（钢笔填写）：
年 月 日
目 录
摘 I
Abstract II
第1章 绪……………………………………………………………………………1
11现275kV敞开式设备缺陷………………………………………………1
12 GIS产品独特优点…………………………………………………………2
13电气行业GIS发展状况……………………………………………………3
第2章 全封闭组合电器…………………………………………………………5
21 气体电气特性…………………………………………………………5
22GIS组成元件……………………………………………………………6
第3章 110kV GIS牵引变电设计原…………………………………………11
31 接线设计原…………………………………………………………11
32 GIS配电装置布置方式………………………………………………11
33 GIS设备外壳保护……………………………………………………12
34 外壳接方式……………………………………………………………12
第4章 GIS牵引变电运行理…………………………………………………14
41GIS设备巡查检修容…………………………………………………14
411日常巡视项目……………………………………………………………14
412时性检查项目…………………………………………………………15
413GIS设备修项目………………………………………………………15
414 GIS设备修项目……………………………………………………15
42 GIS设备备品备件理……………………………………………………16
第5章 GIS变电障安全措施……………………………………………………17
51 GIS变电障处理………………………………………………………18
52减少GIS设备障措施……………………………………………………19
53 GIS设备安全措施………………………………………………………19
531 气体分解物类危害性………………………………………19
532 防止 气体分解物危害体措施…………………………………20
第6章 总结………………………………………………………………………………20
致谢…………………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………………………22
摘
着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高现275kV敞开式牵引变电存障率高占占空间受环境影响符合环保求等缺点GIS组合电器障率低节约土资源减少环境污染提高操作安全性符合环保求等优点GIS组合电器成未变电发展流
GIS断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件等单元控制测量保护等装置部连接件绝缘支持件辅助件固定联接封闭安装接金属封闭外壳成套配电装置金属封闭外壳部充定压力优异灭弧绝缘力气体
GIS组合电器设计运行理常规牵引变电通科学设计施工正确运行理保证供电保证铁路运输畅通
关键字：GIS组合电器 牵引变电 气体 运行理
Abstract
With the rapid development of China's electrified railway traction power supply equipment technical performance requirements are increasing Existing opentype substation there 275KV high failure rate land accounting for more space by the environmental impact of large defects do not meet environmental requirements GIS Switchgear with low failure rate save land resources reduces pollution improve operational safety environmental compliance and so on GIS Switchgear Substation will become the mainstream of the development
GIS is a circuit breaker disconnecting switch earthling switch transformer lightning arrester bus connectors and other modules and control measurement protection equipment and internal fittings insulation components and auxiliary parts to support fixed connection the closure installed one or more grounded metal enclosure of the complete power distribution device Metal enclosure filled with a certain internal pressure and has excellent insulation capacity of arc and gas
GIS Switchgear design and operation management are different from the conventional substation through the science of design and construction and correct operation and management to ensure reliable power supply to ensure the smooth flow of rail transport
Keywords GIS Switchgear Substation Operation and Management
第1章 绪
着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高尤新土法实施征成断提高路网密集城市建造型牵引变电非常紧张新线路断建设前提受环境影响高性集成度高占占空间少免维护新型牵引供电设备需求日益迫切加275 kV敞开式户外布置设备诸缺陷严重阻碍牵引供电系统远动设备投入电气化铁道现代化进程
11 现275kV敞开式设备缺陷
（1）占占空间275 kV敞开式设备真空断路器隔离开关变压器电流互感器电压互感器避雷器母线等均环境空气外部绝缘隔离开关环境空气绝缘环境空气断口间分断绝缘电流熄弧介质求空气间隙造成设备间距占占空间般牵引变电275 kV侧设备占约250～300 建筑面积(高压室净空≥4 800mm)户外500～600 设备区合计占约750～900
（2）受环境影响类275 kV设备绝缘点面广绝缘裸露布置防止动物侵入电区短接设备绝缘极利历史事发生频繁造成极损失尤户外布置隔离开关断口裸露受风沙影响动作性低强度防尘设计工艺成高
（3）设备采暖困难275 kV敞开式布置设备占空间高压室净空求高易采暖许设备隔离开关电动机构等采暖采设加热棒方法设置点设计困难(机构箱身空间)安全隐患效果差
（4）噪声48m高净空开间高压室断路器分合闸(弹簧机构)等设备动作声音回声反复叠加噪声
（5）明设置困难高压室墙顶部布置量275 kV高压设备采光设计明事明设备设置困难投资专设部分电缆外明低压线路设备高压室275 kV高压线路设备混合交叉布置安全设计复杂隐患安装维修便
（6）高压室净空高空间排风换气困难房屋电气设备墙体布置需实心砖砌实体墙满足求设计复杂造价高电气工艺配合困难高压室设量室外电缆沟相通室电缆沟投资维护困难防动物入侵困难安全隐患旦建成法变动调整空间限利设备运行方式变更灵活性差更难满足扩复线新增设备设置求
述诸缺陷客观求110 kV电压等级六氟化硫全金属封闭组合电器（GIS）相关技术进步发展275kV电气化铁道牵引变电应进步研究
12 GIS产品独特优点
（1）节约土资源目前城市土资源非常宝贵GIS产品敞开式开关设备相占面积(般220 kV GIS设备占面积常规设备37110 kV GIS设备占面积常规设备46左右)节约土资源变电站城市建筑更加协调
（2）减少污染提高设备运行性敞开式开关设备相断路器隔离接开关CTPT避雷器母线等高压设备放封闭空间里高压设备免受种环境气候条件作：风吹雨淋日晒冰雪霜露湿热影响加沙尘烟雾污秽鸟虫等侵害减少受污染机会运行性幅度提高设备寿命周期成逐步减低济效益幅度提升
（3）采新工艺提高设备绝缘水
GIS采新型全六氟化硫密封隔离接开关种新型全密封组合隔离开关完全解决户外高压隔离开关常出现四问题：瓷瓶断裂操作失灵导电回路热锈蚀提高绝缘强度设计通常考虑绝缘子附电极表面做光滑避免电场集中减少带电离子形成性GIS设计充分利聚芳酰胺玻璃布机械绝缘强度高优点解决动热稳定性绝缘方面问题工艺采高压铝铸件技术制造壳体年漏气率降低高压开关设备气体中水分含量果超定数值会设备产生危害
GIS采取方面措施控制设备气体水分含量第零部件装配前进行干燥清洁处理材料身含水量减少低程度装配环境符合相关求第二开关部放置吸附剂（吸附材料活性氧化铝合成沸石）吸附气体中水分分解物第三成品进行充氮气抽真空处理第四整体模块出厂现场安装避免户外解体时受气影响第五良气密性阻止外部气中水分通道GIS采气体作绝缘介质幅度缩绝缘距离
（4）提高操作安全性第功位隔离开关设计结构身带防止误操作功操作简单功耗GIS设计隔离开关观察窗现场实现隔离开关明显断开点第二GIS出线套厂家般考虑两种形式：硅橡胶陶瓷考虑设备免维护套爬距较般采超国家标准爬距第三低温区般混合气体采通常国混合加热器形式第四汇控箱锈钢壳体表面喷涂工艺部继电器通常进口继电器延长寿命
（5）施工工期短方便安装维护GIS次部分工厂净化车间完成二次控制线通航空插头连接整体设备工厂进行调试次设备现场需净化处理抽真空等工艺程安装现场需简单整体组装固定二次部分航空插头应需重新进行二次电缆拨线线做电缆头等工作会发生插错问题般说现场安装厂家负责145kV252kV设备天安装完成现场安装工作量常规设备减少80左右GIS基属免维护设备厂家般仅求5～7年进行次预防性实验断路器隔离开关操作机构CT汇控柜进行整体更换次设备分项整体更换述元件果发生损坏问题般退回厂家整体更换需现场处理
（6）符合环保求GIS设备导电部分外壳屏蔽接良导电体产生辐射电场干扰断路器开断噪音均外壳屏蔽减少电磁污染GIS设备具优良耐震性尤适合城市中心居民区操作机构汇控箱等密封防腐等级较高支架表面热镀锌工艺支架进行喷涂防止光线污染美化环境
13电气行业GIS发展状况
高压电气行业中气体具优异绝缘性灭弧性50年代高压电器绝缘介质气体代空气60年代中期美国制造第套GIS设备高压电器发生质飞跃配电装置带次革命具占面积少元件全部密封受环境干扰性高运行费低等优点引起世界电力部门普遍重视30年GIS设备发展快欧洲美洲中东电力公司规定配电装置GIS设备亚洲非洲澳洲发达国家基规定GIS设备南非800kV GIS设备投入运行国际电网会议1992年统计国已投入运行GIS变电站2000国GIS设备研制工作起步６０年代世界国家基步１９７１年国首次试制成功１１０ＫＶＧＩＳ设备投入运行改革开放国型核电站火电站水电站变电站先选GIS设备例：亚湾秦山核电站广东抽水蓄电站四川二滩水电站浙江北仑港海石洞口广东沙角等火电厂广东江门云南草铺等变电站三峡水电站升压电站80年代开始国产变电站330kV GIS设备海杨树电厂220kV GIS设备等
2004年电气化铁道专气体绝缘全金属封闭组合电器(GIS)通国家定点西安高压电器研究高压成套型式试验验证2004年4月28日襄渝线六里坪牵引变电正式投入运行
第2章 全封闭组合电器
全封闭组合电器体积技术性优良７０年代初期出现种先进高压电气配电装置国际种设备Gas Insulated Switchgear简称GIS
GIS断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件等单元控制测量保护等装置部连接件绝缘支持件辅助件固定联接封闭安装接金属封闭外壳成套配电装置金属封闭外壳部充定压力优异灭弧绝缘力气体绝缘性灭弧性空气GIS设备具优良技术性占面积少特点特适合国国情现全世界电力系统图21现实中GIS变电
图21 现实中GIS变电
21 气体电气特性
(1) 分子容易吸附电子形成负离子具较强电负性定电场离子难积累足够量导致气体电离时气体中电子减少降低电子容易气体击穿危害气体具良绝缘性均匀电场中绝缘强度空气2～3倍03Mpa压力绝缘强度超变压器油均匀电场中绝缘强度会降六氟化硫断路器部件呈心圆状电场均匀
(2) 分子具较强电负性具强灭弧力分子吸附电子变负离子负离子容易正离子复合形成中性分子电弧空间导电性快消失特电弧电流接零值时种作更加显著果例气体吹弧量新鲜分子断电弧接触灭弧更加迅速气体灭弧力强导电电弧绝缘体变化速度特快断路器开断电流开断时间短电压等级开断电流条件相条件断路器串联断口较少
（3）气体原子分子气体电弧高温分解电离情况非常复杂气体中弧心部分导热率低温度高电导率外焰部分导热率高温度低电导率电弧电流集中弧心部分气体中细亮电弧外焰部位气体灭弧时间短原电弧电流减趋零值时分子时电负性显著电流保持连续细弧心直存极电流范围电弧种特点断路器开断电流时会截流作产生操作电压
22 GIS组成元件
(1) 断路器断路器GIS元件种断路器水断口垂直断口两种类型选断口断路器决定组合电器元件布置方式组合电器宽度高度断口检查难易程度面ZF11252型GIS断路器例具体介绍
ZF11252型GIS断路器GIS组成元件关合开断正常情况种负载电路（包括空载变压器空载输电线路等）线路中出现短路障时关合开断短路电流实现动重合闸求该断路器单断口三相分装立式布置液压机构置体部液压机构元件均装机构箱采集成块式简化机构减少漏油环节提高断路器运行性
ZF11252型GIS断路器体完全相三单极组成极金属壳体底架灭弧室绝缘构件（包括盘式绝缘子绝缘支座绝缘拉杆）密度继电器吸附剂等附件组成该元件独立气室充06MPa 气体出线方式两种种两侧出线种侧出线般视总体布置定
ZF11252型GIS断路器灭弧室采变开距双喷形式断路器分闸时触头先分离弧触头分离电弧弧触头间喷产生会烧伤触指气压缸气体压缩喷动触头间环形截面吹入烧弧区域然两方吹拂电弧吹拂热气流离开静触座进入导气均压罩结构动静触头绝缘子联结成整体降低灭弧室高度特开断程中热气流远离断口冷热气体充分混合气流场改善加良速度特性配合断路器具开断短燃弧力具良开断长燃弧力采佳方案喷口加强触头分离弧隙游离作提高短路电流零触头间绝缘介质恢复强度断口电场优化设计断路器绝缘试验开断试验提供力保证该断路器燃弧时间短超行程弧触头允许烧蚀量弧触头喷烧蚀性保证较长电寿命
ZF11252型GIS断路器操作方式分相操作通电气联动断路器三极时进行分合闸重合闸操作三极分配相液压机构液压机构采集成块式油箱包容部分液压阀液压元件油箱外路减少降低渗漏性
(2)隔离开关
隔离开关GIS标准元件作隔离电压视动触头运动方式转动式直动两类采什形式希开断电容电流环流功分普通隔离开关快速隔离开关两种普通隔离开关线路电流时切合隔离电路配电动操作机构通三极传动实现三极联动操作快速隔离开关具普通隔离开关特性外具切合感应电流电磁电流切合双母线环流力切环流1600A（20V）配弹簧操作机构操作普通隔离开关快速隔离开关体结构相三极结构完全相相间三极传动联动极壳体装气路连通密度继电器充放气接头等附件动静触头断口位置设观察窗方便直观壳体部触头分合情况底座装明显分合指示牌充045MPa 气体隔离开关通精确电场计算优化断口结构隔离开关具断口距离耐压性高等特点降低运动质量相应降低操作功需求采高通流力电联接提高通流力传动机构简单通性强图22隔离开关外部结构
图22 隔离开关外部结构
(3)接开关
接开关GIS标准元件功分工作接快速接两种工作接开关工作维护接合闸带电回路接确保回路身安全配电动操作机构实现三极联动操作快速接开关具普通接开关特性外变电站进线端具关合线路短路电流切合线路感应电流力保护GIS免受烧损配弹簧操作机构实现三极联动操作接开关通精确电场计算优化断口结构隔离开关具断口距离耐压性高等特点降低运动质量相应降低操作功需求采高通流力电联接提高通流力传动机构简单通性强
(4)电流互感器
GIS中电流互感器两种结构种绝缘装金属壳穿心式断路器侧母线侧种开口式电缆结构母线侧图23穿心式结构相测量三保护线圈
图23 穿心式结构电流互感器
(5)电压互感器
电压互感器原理分电磁式电容式两类电磁式110kV电力系统中电容式电压互感器220kV电路中
(6)避雷器
保护GIS避雷器三种典型结构常规带间隙避雷器般装组合电器入口处二间隙氧化锌避雷器金属封闭绝缘避雷器三述两种方式混合
(7)母线封闭连接线
母线结构分相式三相筒式两种前者导电部分装接金属园筒中间盆式绝缘子支持避免相间障者三相导电部分均匀布置接金属园筒相导体元筒分支持绝缘子支持相间绝缘担园筒壳体发热效应低图1中封闭连接线金属壳装铝导体作绝缘
(8)引线套电缆终端引线套充气套油纸电容套两种前者空心塔形套装导电杆充气体图1示者尾部放封闭电器壳体中气体套油隔离全封闭组合电器选电缆进出线时采封闭式电缆终端变压器架空线相连接时采套
图24 GIS组合电器部结构
图24部分GIS器件部结构图图中数字应：
1—式灭弧断路器2—弹簧操动机构3—Ⅰ母线隔离开关Ⅰ母线组合
4—Ⅱ母线隔离开关Ⅱ母线组合5—出线隔离开关接开关组合6—快速接开关(出线侧)7—电流互感器8—插接式电压互感器9—插接式高压电缆头10—控制柜
第3章 110kV GIS牵引变电设计原
31 接线设计原
GIS设备接线设计原常规设备相国家标准进行基求列点
（1）接线性供电电力生产首务接线首先做运行电蓄存发供起完成环节障造成停电会国家造成济损失民生活提高电求更严格衣食住行电国停电次造成济损失电价15~35倍外发电厂变电站局部障造成系统解列系统失稳造成片区停电 扩济损失保证发供电性重设计原
（2）接线灵活性接线高度灵活性满足列求
调度灵活性电力系统进行调度时发电厂变电站接线 做时投入切致影响整系统安全满足检修时运行方式 特殊运行方式检修时灵活性发电厂变电站进行检修时接线 应满足灵活操作断路器隔离开关母线继电保护装置影响户供电
（3）接线济性接线应满足投资省占面积电损失少等条件发电厂变电站进行扩建工程时接线应方便接入电力系统致长停电时间花较投资
设计接线原工程实践中列条具体容执行台断路器检修时影响户供电台断路器检修台断路器障重合闸拒动时宜切两回超高压线路段母线障宜障范围限制全部母线14分段断路器母联断路器障时障范围宜限制全部母线12
32 GIS配电装置布置方式
GIS设备布置方式种电压GIS设备间隔尺寸相间距离相间距离元件组合尺寸GIS制造厂决定设计者根制造厂说明书选配电室里走道尺寸维修走道尺寸厨房尺寸吊车钩面高度等设计者决定室布置时GIS室宽度GIS设备宽度通道宽度决定工作通道宽度应考虑采电缆作进出线时GIS设备高压电缆交流耐压试验标准值现场耐压试验需装设时空气套必须注意带电体墙壁间安全距离时考虑移动式气体回收装置宽度转弯半径检修搬运GIS组件需宽度GIS室高度必须考虑设备运输安装修试验性检修时应整体起吊断路器组件注意现场耐压试验时带电体房顶安全距离户外布置GIS时通道宽度通道架空跳线高度应考虑开进汽车起吊等作业般距GIS外缘35m般户布置GIS两侧应设置安装检修巡视通道通道宜断路器侧宽度宜2000～3500m巡视通道应1000m
33 GIS设备外壳保护
GIS设备外壳铝合金钢材制成母线元件部障时电弧气体压力升高没防爆装置造成外壳爆炸部发生障时切断障点电弧外壳烧穿致障扩变电站进线线路安装快速接隔离开关开关直接接通保护装置切断电源
GIS设备外壳保护两种方法种防爆装置种快速接隔离开关电弧电压气室压力升高影响气室越压力升高幅度越气室越压力升高幅度气室防爆膜敏感性高快速接开关障电流作启动电流障电流达动作值快速接隔离开关必然动作气室快速接隔离开关性高气室障电流未足达防爆膜破坏值见防爆膜气室已起作快速接隔离开关
34 GIS外壳接方式
GIS设备母线外壳轴两电极构成稍均匀电场电流通母线时 外壳感应电压外壳产生涡流发热GIS设备容量减少运行员接触时会触电危身安全GIS设备外壳感应电压安全规定范围外壳发热外GIS设备支架道电缆外皮外壳连接敢感应电压环流产生外壳述零件接触良方会产生火花道电缆外皮产生电腐蚀
解决述问题目前两种方法解决种GIS设备外壳全链点接方法优点GIS外壳感应电压零会引起环流金属外壳然发热输送容量降第二种方法GIS外壳分段绝缘段接点样GIS外壳产生环流感应电压两者较希环流外壳感应电压安全范围选第二种方法
运行员接触分段绝缘GIS外壳电流通体体伤害程度取决通体电流取决体电阻体电阻皮肤电阻组织电阻皮肤状态电阻代表体电阻GIS外壳接触面积体重量关体重允许相电压值
第4章 GIS牵引变电运行理
GIS设备操作机构常规设备类似外元件结构相运行检修工序GIS设备运行时分正常巡视时巡视正常巡视时间班二次二次时巡视某特定情况进行设备异常情况值班员应立现场处理设备检修修修两种修时间短般三五年进行次修八年十年检修次检修周期常规式设备长
GIS设备检修时工作较繁杂时间长停电范围时涉非障元件检修时首先断电然抽出障气室气体贮存气瓶中检修完毕检修气室抽真空充入气体静止干时测量气体中含水量应符合国家标准GIS设备运行中重件事理气体
GIS检修周期较长设备备品备件保存时间长备品备件保工作应高度重视特密封环油脂类材料绝缘零件保存恒温
41 GIS设备巡查检修容
411日常巡视项目
（1）断路器隔离开关接隔离开关快速接隔离开关位置指示器闭锁位置否正常
（2）种指示灯信号灯指示否正常加热器否规定投入切
（3）隔离开关接隔离开关窥视中检查触头接触否正常
（4）密度计压力表指示值否正常
（5）断路器避雷器指示动作次数否正常
（6）裸露外母线温度钠指示否正常
（7）二次端子没发热现象保险丝熔断器指示否正常
（8）GIS设备附异味异声没漏气漏油现象
（9）阀门开闭位置否正常金属支架锈蚀发热现象
（10）见绝缘件没老化剥落裂纹现象
（11）金属支架保护罩外壳没油漆灵剥落情况
（12）气体分解物没泄漏
（13）接端子没发热现象金属外壳温度否超规定
（14）设备防护门否关严密封
（15）明通风设备防火器具否完
（16）行车操作否正常
（17）设备否清洁齐整标志完善
（18）室应保持清洁
412 时性检查项目
新投产GIS设备运行3~6月检查气体含水量含酸量否试运行进明显改变增加速度否合理发现含量合理时应时检查原断路器达规定开断次数累计开断电流达规定数值时检查设备情况GIS设备异常情况时怀疑元件进行检查
413 GIS设备修项目
GIS设备运行规程规定GIS修周期般3~5年修时便解体设备具体项目：
（1）GIS设备里SF6气体补充干燥滤气体处理车进行
（2）密度计压力表校验
（3）导电回路接触电阻测量
（4）吸附剂更换
（5）液压油补充更换
（6）良紧固件更换
414 GIS设备修项目
GIS运行规程规定GIS设备修周期般8~10年进行修前应建立修组拟定项目修技术措施修计划备品备件应进行检查清理参加修工作员应熟悉技术规程修工艺具体项目：
（1）更换密封环
（2）更换部分磨损零件
（3）更换部分断路器隔离开关等导电触头
（4）更换绝缘零件
（5）清扫气室里金属微粒粉末清气体分解物
42 GIS设备备品备件理
GIS设备备品备件订货时根运行检修需济合理原厂家订货时考虑GIS设备换代周期快备品备件数量适易造成资金积压少产品已换代需零件特殊订货影响供电价钱贵GIS设备障率较低检修周期长备品备件妥善保应做求：
（1）备品备件放湿度75温度应保持环境中
（2）绝缘件应放箱中保存室灰尘油污环境中
（3）备品备件应运行规程中规定周期定期检查校验
（4）密封环应保存充干燥氮气容器中
（5）金属零件应保存清洁干燥室中表面应涂层保护油脂
（6）类油脂应放低温保存防止灰尘水分浸入种类化学品分开保存
（7）仓库应完善防火设施
第5章 GIS变电障安全措施
51 GIS变电障处理
GIS设备运行中事普遍少常规式设备十年运行统计资料表明GIS设备事率常规式166～40日统计数字001次·年欧洲区事率接日
GIS设备障发生新设备投产年根加等国统计资料第年运行时设备障率053次间隔第二年降006次间隔降低883倍趋稳
GIS设备产生障原制造厂现场安装时造成占数GIS制造厂制造车间清洁度差特总装配车间金属微粒粉末杂物残留GIS部加装配误差动元件固定元件发生摩擦产生金属粉末残屑遗留零件隐蔽方没出厂前清理干净GIS零件装配程中 造成GIS设备障分七类：
（1）制造厂安装单位工艺良造成障约占40例较高选GIS设备时选工艺较制造厂施工单位理工艺单位受委托施工
（2）安装现场清洁GIS造成障占13施工员素质差理水低致
（3）制造厂清洁工作GIS造成障占16例低见制造厂理水重
（4）元件装配误差造成障占10问题制造厂安装单位
（5）设计善造成障占7里制造设计部门电力设计单位
（6）运行员操作错误造成障占7
（7）明原造成障占7
面GIS设备发生障原分析GIS设备中根运行验种元件障率见图51
图51 元件障统计图
图中隔离开关接开关障率30盆型绝缘子障率266母线障率15电压互感器障率1166断路器障率10元件障率674统计数字知GIS设备容易发生障元件隔离开关盆型绝缘子两种元件造成障占566半见运行中加强隔离开关巡视
常说GIS设备障少相技术水落常规设备言GIS设备发生障气体泄漏外部水分渗入导电杂质存绝缘子老化等素影响导致GIS部闪络障外GIS全密封结构障定位检修较困难检修工作繁杂事均停电检修时间常规设备长停电范围常涉非障元件运行中切麻痹意重视安全GIS设备万发生障停电范围常规式检修时间长济损失
52 减少GIS设备障措施
针面述障原提出点措施减少GIS设备障率
第GIS设备发生障79GIS生产厂安装施工单位关选择产品质量制造厂素质施工单位减少GIS设备障率关键第二GIS设备运行验告诉GIS设备容易发生障时间运行员加强理加强巡视检查工作第三盆型绝缘子障率高研究结果制造厂盆型绝缘子耐压时间短关盆型绝缘子常期承受高电压耐压时间短发现障性低发现隐患求制造厂盆型绝缘子进行长时期耐压试验额定电压试验10000时盆型绝缘子进行局部放电试验第四GIS设备高压耐压试验检验GIS设备绝缘性道关卡GIS进行高压耐压试验中争取现场做工频交流耐压试验操作击波耐压试验雷电击波耐压试验
53 GIS设备安全措施
众周知GIS设备绝缘介质气体身毒分解物定毒性防护影响健康方面GIS设备外壳产生接触电动势措施电击GIS设备工作员遵守般电气安全规程外遵守针GIS设备特点制定安全规定关安全规定执行工作员会受损害
531 气体分解物类危害性
气体分解物体部位产生危害例眼睛造成刺痛呼吸系统刺激闻臭蛋味令作呕严重造成呼吸困难皮肤造成灼痛面三种分解物体接触时间造成危害分解物浓度体危害相目前没种仪器迅速检测气体分解物
532 防止气体分解物危害体措施
（1）气体分解物逸入GIS室时工作员全部撤出室投入通风机
（2）障半时工作员方进入事现场穿防护服带防毒面罩
（3）允许气体分解物直接排入气应苏溶液装置渡排入气
（4）处理固体分解物时必需吸尘器配滤器
（5）事30分钟～4时工作员进入事现场时定穿防护服载防毒面罩4时方脱掉进入GIS设备部清理时穿防护服戴防毒面罩
（6）抹布防护服清洁袋滤器吸附剂苏粉等均应塑料袋装放金属容器里深埋允许焚烧
（7）防毒面罩橡皮手套靴子等必须苏溶液洗干净清水洗净工作员裸露部分均应苏水洗然肥皂洗净抹干
（8）防止工作员接触电动势接触工作员操作隔离开关时应戴橡皮手套站绝缘台操作
第6章 总结
国铁路事业正蓬勃发展电气化铁路中越越重牵引变电性免维护安全高效供电保证
GIS设备操作机构常规设备类似外元件结构相运行检修工序常说GIS设备障少相技术水落常规设备言GIS设备发生障运行中切中麻痹意重视安全GIS设备万发生障停电范围常规式检修时间长济损失运科学理措施保证GIS设备运行
GIS牵引变电够适应铁路发展求成未牵引变电流
致 谢
设计XX教授悉心指导关怀完成X老师渊博知识敏锐洞察力富创见学术思想设计研究指明方严谨学风丝苟治学态度科学孜孜倦追求时刻激励着实事求精神刻苦奉献精神优秀格魅力工作学中永远启迪着设计结束际作者首先高师湃教授致衷心感谢崇高敬意
校期间网络教育学院级领导辅导老师亲切关怀私培养作者学程学许做道理作者道声：您辛苦
感谢西南交通学网络教育学院电气工程学院等老师年工作学予热情关怀指导帮助
外互联网朋友完成设计提出宝贵意见私帮助学工作帮助表示衷感谢
参考文献
[1] 罗学琛SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)［M］北京中国电力出版社1999． [2] 张晓星姚尧唐炬等 SF6放电分解气体组分分析现状发展[J]高电压技术2008（4）3742
[3] 林雄GIS状态监测状态检修初探［J］高压电器200238(5)52～5355
[4] 国家电网公司气体绝缘金属封闭开关设备技术标准[S]
[5] TB10009—2005 J452—2005铁路电力牵引供电设计规范
[6] 李彦哲胡彦奎王果等电气化铁道供电系统设计[M]兰州兰州学出版社2006
[7]黎明黄维枢SF6气体SF6气体绝缘变电站运行[M]北京水利电力出版社1993．
[8]卓乐友电力工程电气设计2 0 0例［M］北京中国电力出版社2004
[9]梁林朱铭张英杰等两起GIS组合电器事原分析建议[J]电力设备2007（7）：6870
[10]朱芬菲六氟化硫气体分析技术[M]北京兵器工业出版社1998
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题 目：GIS组合电器牵引变电应
专 业：电气工程动化
学 号：
姓 名：
指导教师：
学中心：
院系 网络教育学院 专 业 电气工程动化
年级 学 号 姓 名
学中心 指导教师
题目 GIS组合电器牵引变电应
指导教师
评 语
否意答辩 程分(满分20)
指导教师 (签章)
评 阅
评 语
评 阅 (签章)
成 绩
答辩组组长 (签章)
年 月 日
毕 业 文 书
班 级 学生姓名 学 号
开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日
题 目 GIS组合电器牵引变电应
题目类型：工程设计 技术专题研究√ 理研究 软硬件产品开发
设计务求
1着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高尤新土法实施征成断提高路网密集城市建造型牵引变电非常紧张新线路断建设前提受环境影响高性集成度高占占空间少免维护新型牵引供电设备需求日益迫切加275 kV敞开式户外布置设备诸缺陷严重阻碍牵引供电系统远动设备投入电气化铁道现代化进程
2文求针国铁路现牵引变电现状研究牵引变电中采GIS组合电器种新技术新设备
3充分考虑国铁路现状未发展立足应立足运行维护
二 应完成硬件软件实验
牵引变电项参数实验
三 应交出设计文件实物（包括设计文程序清单磁盘实验装置产品等）
毕业文
四 指导教师提供设计资料
朱芬菲六氟化硫气体分析技术[M]北京兵器工业出版社1998
五 求学生搜集技术资料（指出搜集资料技术领域）
1 罗学琛SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)［M］北京中国电力出版社1999．
2．电子稿件电子图书
六 设计进度安排
第部分 熟练课题收集整理课题相关资料 （ 1 周）
第二部分 系统分析总体设计 （ 2 周）
第三部分 详细设计 （ 2 周）
第四部分 毕业设计文文档编写整理 （ 2 周）
评阅答辩 （ 1 周）
指导教师： 年 月 日
学院审查意见：
审 批 ： 年 月 日
诚信承诺
设计独立完成
二 设计没抄袭行
三实查出请答辩委员会取消
答辩（评阅）资格
承诺（钢笔填写）：
年 月 日
目 录
摘 I
Abstract II
第1章 绪……………………………………………………………………………1
11现275kV敞开式设备缺陷………………………………………………1
12 GIS产品独特优点…………………………………………………………2
13电气行业GIS发展状况……………………………………………………3
第2章 全封闭组合电器…………………………………………………………5
21 气体电气特性…………………………………………………………5
22GIS组成元件……………………………………………………………6
第3章 110kV GIS牵引变电设计原…………………………………………11
31 接线设计原…………………………………………………………11
32 GIS配电装置布置方式………………………………………………11
33 GIS设备外壳保护……………………………………………………12
34 外壳接方式……………………………………………………………12
第4章 GIS牵引变电运行理…………………………………………………14
41GIS设备巡查检修容…………………………………………………14
411日常巡视项目……………………………………………………………14
412时性检查项目…………………………………………………………15
413GIS设备修项目………………………………………………………15
414 GIS设备修项目……………………………………………………15
42 GIS设备备品备件理……………………………………………………16
第5章 GIS变电障安全措施……………………………………………………17
51 GIS变电障处理………………………………………………………18
52减少GIS设备障措施……………………………………………………19
53 GIS设备安全措施………………………………………………………19
531 气体分解物类危害性………………………………………19
532 防止 气体分解物危害体措施…………………………………20
第6章 总结………………………………………………………………………………20
致谢…………………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………………………22
摘
着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高现275kV敞开式牵引变电存障率高占占空间受环境影响符合环保求等缺点GIS组合电器障率低节约土资源减少环境污染提高操作安全性符合环保求等优点GIS组合电器成未变电发展流
GIS断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件等单元控制测量保护等装置部连接件绝缘支持件辅助件固定联接封闭安装接金属封闭外壳成套配电装置金属封闭外壳部充定压力优异灭弧绝缘力气体
GIS组合电器设计运行理常规牵引变电通科学设计施工正确运行理保证供电保证铁路运输畅通
关键字：GIS组合电器 牵引变电 气体 运行理
Abstract
With the rapid development of China's electrified railway traction power supply equipment technical performance requirements are increasing Existing opentype substation there 275KV high failure rate land accounting for more space by the environmental impact of large defects do not meet environmental requirements GIS Switchgear with low failure rate save land resources reduces pollution improve operational safety environmental compliance and so on GIS Switchgear Substation will become the mainstream of the development
GIS is a circuit breaker disconnecting switch earthling switch transformer lightning arrester bus connectors and other modules and control measurement protection equipment and internal fittings insulation components and auxiliary parts to support fixed connection the closure installed one or more grounded metal enclosure of the complete power distribution device Metal enclosure filled with a certain internal pressure and has excellent insulation capacity of arc and gas
GIS Switchgear design and operation management are different from the conventional substation through the science of design and construction and correct operation and management to ensure reliable power supply to ensure the smooth flow of rail transport
Keywords GIS Switchgear Substation Operation and Management
第1章 绪
着国电气化铁路迅速发展牵引供电设备技术性求越越高尤新土法实施征成断提高路网密集城市建造型牵引变电非常紧张新线路断建设前提受环境影响高性集成度高占占空间少免维护新型牵引供电设备需求日益迫切加275 kV敞开式户外布置设备诸缺陷严重阻碍牵引供电系统远动设备投入电气化铁道现代化进程
11 现275kV敞开式设备缺陷
（1）占占空间275 kV敞开式设备真空断路器隔离开关变压器电流互感器电压互感器避雷器母线等均环境空气外部绝缘隔离开关环境空气绝缘环境空气断口间分断绝缘电流熄弧介质求空气间隙造成设备间距占占空间般牵引变电275 kV侧设备占约250～300 建筑面积(高压室净空≥4 800mm)户外500～600 设备区合计占约750～900
（2）受环境影响类275 kV设备绝缘点面广绝缘裸露布置防止动物侵入电区短接设备绝缘极利历史事发生频繁造成极损失尤户外布置隔离开关断口裸露受风沙影响动作性低强度防尘设计工艺成高
（3）设备采暖困难275 kV敞开式布置设备占空间高压室净空求高易采暖许设备隔离开关电动机构等采暖采设加热棒方法设置点设计困难(机构箱身空间)安全隐患效果差
（4）噪声48m高净空开间高压室断路器分合闸(弹簧机构)等设备动作声音回声反复叠加噪声
（5）明设置困难高压室墙顶部布置量275 kV高压设备采光设计明事明设备设置困难投资专设部分电缆外明低压线路设备高压室275 kV高压线路设备混合交叉布置安全设计复杂隐患安装维修便
（6）高压室净空高空间排风换气困难房屋电气设备墙体布置需实心砖砌实体墙满足求设计复杂造价高电气工艺配合困难高压室设量室外电缆沟相通室电缆沟投资维护困难防动物入侵困难安全隐患旦建成法变动调整空间限利设备运行方式变更灵活性差更难满足扩复线新增设备设置求
述诸缺陷客观求110 kV电压等级六氟化硫全金属封闭组合电器（GIS）相关技术进步发展275kV电气化铁道牵引变电应进步研究
12 GIS产品独特优点
（1）节约土资源目前城市土资源非常宝贵GIS产品敞开式开关设备相占面积(般220 kV GIS设备占面积常规设备37110 kV GIS设备占面积常规设备46左右)节约土资源变电站城市建筑更加协调
（2）减少污染提高设备运行性敞开式开关设备相断路器隔离接开关CTPT避雷器母线等高压设备放封闭空间里高压设备免受种环境气候条件作：风吹雨淋日晒冰雪霜露湿热影响加沙尘烟雾污秽鸟虫等侵害减少受污染机会运行性幅度提高设备寿命周期成逐步减低济效益幅度提升
（3）采新工艺提高设备绝缘水
GIS采新型全六氟化硫密封隔离接开关种新型全密封组合隔离开关完全解决户外高压隔离开关常出现四问题：瓷瓶断裂操作失灵导电回路热锈蚀提高绝缘强度设计通常考虑绝缘子附电极表面做光滑避免电场集中减少带电离子形成性GIS设计充分利聚芳酰胺玻璃布机械绝缘强度高优点解决动热稳定性绝缘方面问题工艺采高压铝铸件技术制造壳体年漏气率降低高压开关设备气体中水分含量果超定数值会设备产生危害
GIS采取方面措施控制设备气体水分含量第零部件装配前进行干燥清洁处理材料身含水量减少低程度装配环境符合相关求第二开关部放置吸附剂（吸附材料活性氧化铝合成沸石）吸附气体中水分分解物第三成品进行充氮气抽真空处理第四整体模块出厂现场安装避免户外解体时受气影响第五良气密性阻止外部气中水分通道GIS采气体作绝缘介质幅度缩绝缘距离
（4）提高操作安全性第功位隔离开关设计结构身带防止误操作功操作简单功耗GIS设计隔离开关观察窗现场实现隔离开关明显断开点第二GIS出线套厂家般考虑两种形式：硅橡胶陶瓷考虑设备免维护套爬距较般采超国家标准爬距第三低温区般混合气体采通常国混合加热器形式第四汇控箱锈钢壳体表面喷涂工艺部继电器通常进口继电器延长寿命
（5）施工工期短方便安装维护GIS次部分工厂净化车间完成二次控制线通航空插头连接整体设备工厂进行调试次设备现场需净化处理抽真空等工艺程安装现场需简单整体组装固定二次部分航空插头应需重新进行二次电缆拨线线做电缆头等工作会发生插错问题般说现场安装厂家负责145kV252kV设备天安装完成现场安装工作量常规设备减少80左右GIS基属免维护设备厂家般仅求5～7年进行次预防性实验断路器隔离开关操作机构CT汇控柜进行整体更换次设备分项整体更换述元件果发生损坏问题般退回厂家整体更换需现场处理
（6）符合环保求GIS设备导电部分外壳屏蔽接良导电体产生辐射电场干扰断路器开断噪音均外壳屏蔽减少电磁污染GIS设备具优良耐震性尤适合城市中心居民区操作机构汇控箱等密封防腐等级较高支架表面热镀锌工艺支架进行喷涂防止光线污染美化环境
13电气行业GIS发展状况
高压电气行业中气体具优异绝缘性灭弧性50年代高压电器绝缘介质气体代空气60年代中期美国制造第套GIS设备高压电器发生质飞跃配电装置带次革命具占面积少元件全部密封受环境干扰性高运行费低等优点引起世界电力部门普遍重视30年GIS设备发展快欧洲美洲中东电力公司规定配电装置GIS设备亚洲非洲澳洲发达国家基规定GIS设备南非800kV GIS设备投入运行国际电网会议1992年统计国已投入运行GIS变电站2000国GIS设备研制工作起步６０年代世界国家基步１９７１年国首次试制成功１１０ＫＶＧＩＳ设备投入运行改革开放国型核电站火电站水电站变电站先选GIS设备例：亚湾秦山核电站广东抽水蓄电站四川二滩水电站浙江北仑港海石洞口广东沙角等火电厂广东江门云南草铺等变电站三峡水电站升压电站80年代开始国产变电站330kV GIS设备海杨树电厂220kV GIS设备等
2004年电气化铁道专气体绝缘全金属封闭组合电器(GIS)通国家定点西安高压电器研究高压成套型式试验验证2004年4月28日襄渝线六里坪牵引变电正式投入运行
第2章 全封闭组合电器
全封闭组合电器体积技术性优良７０年代初期出现种先进高压电气配电装置国际种设备Gas Insulated Switchgear简称GIS
GIS断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件等单元控制测量保护等装置部连接件绝缘支持件辅助件固定联接封闭安装接金属封闭外壳成套配电装置金属封闭外壳部充定压力优异灭弧绝缘力气体绝缘性灭弧性空气GIS设备具优良技术性占面积少特点特适合国国情现全世界电力系统图21现实中GIS变电
图21 现实中GIS变电
21 气体电气特性
(1) 分子容易吸附电子形成负离子具较强电负性定电场离子难积累足够量导致气体电离时气体中电子减少降低电子容易气体击穿危害气体具良绝缘性均匀电场中绝缘强度空气2～3倍03Mpa压力绝缘强度超变压器油均匀电场中绝缘强度会降六氟化硫断路器部件呈心圆状电场均匀
(2) 分子具较强电负性具强灭弧力分子吸附电子变负离子负离子容易正离子复合形成中性分子电弧空间导电性快消失特电弧电流接零值时种作更加显著果例气体吹弧量新鲜分子断电弧接触灭弧更加迅速气体灭弧力强导电电弧绝缘体变化速度特快断路器开断电流开断时间短电压等级开断电流条件相条件断路器串联断口较少
（3）气体原子分子气体电弧高温分解电离情况非常复杂气体中弧心部分导热率低温度高电导率外焰部分导热率高温度低电导率电弧电流集中弧心部分气体中细亮电弧外焰部位气体灭弧时间短原电弧电流减趋零值时分子时电负性显著电流保持连续细弧心直存极电流范围电弧种特点断路器开断电流时会截流作产生操作电压
22 GIS组成元件
(1) 断路器断路器GIS元件种断路器水断口垂直断口两种类型选断口断路器决定组合电器元件布置方式组合电器宽度高度断口检查难易程度面ZF11252型GIS断路器例具体介绍
ZF11252型GIS断路器GIS组成元件关合开断正常情况种负载电路（包括空载变压器空载输电线路等）线路中出现短路障时关合开断短路电流实现动重合闸求该断路器单断口三相分装立式布置液压机构置体部液压机构元件均装机构箱采集成块式简化机构减少漏油环节提高断路器运行性
ZF11252型GIS断路器体完全相三单极组成极金属壳体底架灭弧室绝缘构件（包括盘式绝缘子绝缘支座绝缘拉杆）密度继电器吸附剂等附件组成该元件独立气室充06MPa 气体出线方式两种种两侧出线种侧出线般视总体布置定
ZF11252型GIS断路器灭弧室采变开距双喷形式断路器分闸时触头先分离弧触头分离电弧弧触头间喷产生会烧伤触指气压缸气体压缩喷动触头间环形截面吹入烧弧区域然两方吹拂电弧吹拂热气流离开静触座进入导气均压罩结构动静触头绝缘子联结成整体降低灭弧室高度特开断程中热气流远离断口冷热气体充分混合气流场改善加良速度特性配合断路器具开断短燃弧力具良开断长燃弧力采佳方案喷口加强触头分离弧隙游离作提高短路电流零触头间绝缘介质恢复强度断口电场优化设计断路器绝缘试验开断试验提供力保证该断路器燃弧时间短超行程弧触头允许烧蚀量弧触头喷烧蚀性保证较长电寿命
ZF11252型GIS断路器操作方式分相操作通电气联动断路器三极时进行分合闸重合闸操作三极分配相液压机构液压机构采集成块式油箱包容部分液压阀液压元件油箱外路减少降低渗漏性
(2)隔离开关
隔离开关GIS标准元件作隔离电压视动触头运动方式转动式直动两类采什形式希开断电容电流环流功分普通隔离开关快速隔离开关两种普通隔离开关线路电流时切合隔离电路配电动操作机构通三极传动实现三极联动操作快速隔离开关具普通隔离开关特性外具切合感应电流电磁电流切合双母线环流力切环流1600A（20V）配弹簧操作机构操作普通隔离开关快速隔离开关体结构相三极结构完全相相间三极传动联动极壳体装气路连通密度继电器充放气接头等附件动静触头断口位置设观察窗方便直观壳体部触头分合情况底座装明显分合指示牌充045MPa 气体隔离开关通精确电场计算优化断口结构隔离开关具断口距离耐压性高等特点降低运动质量相应降低操作功需求采高通流力电联接提高通流力传动机构简单通性强图22隔离开关外部结构
图22 隔离开关外部结构
(3)接开关
接开关GIS标准元件功分工作接快速接两种工作接开关工作维护接合闸带电回路接确保回路身安全配电动操作机构实现三极联动操作快速接开关具普通接开关特性外变电站进线端具关合线路短路电流切合线路感应电流力保护GIS免受烧损配弹簧操作机构实现三极联动操作接开关通精确电场计算优化断口结构隔离开关具断口距离耐压性高等特点降低运动质量相应降低操作功需求采高通流力电联接提高通流力传动机构简单通性强
(4)电流互感器
GIS中电流互感器两种结构种绝缘装金属壳穿心式断路器侧母线侧种开口式电缆结构母线侧图23穿心式结构相测量三保护线圈
图23 穿心式结构电流互感器
(5)电压互感器
电压互感器原理分电磁式电容式两类电磁式110kV电力系统中电容式电压互感器220kV电路中
(6)避雷器
保护GIS避雷器三种典型结构常规带间隙避雷器般装组合电器入口处二间隙氧化锌避雷器金属封闭绝缘避雷器三述两种方式混合
(7)母线封闭连接线
母线结构分相式三相筒式两种前者导电部分装接金属园筒中间盆式绝缘子支持避免相间障者三相导电部分均匀布置接金属园筒相导体元筒分支持绝缘子支持相间绝缘担园筒壳体发热效应低图1中封闭连接线金属壳装铝导体作绝缘
(8)引线套电缆终端引线套充气套油纸电容套两种前者空心塔形套装导电杆充气体图1示者尾部放封闭电器壳体中气体套油隔离全封闭组合电器选电缆进出线时采封闭式电缆终端变压器架空线相连接时采套
图24 GIS组合电器部结构
图24部分GIS器件部结构图图中数字应：
1—式灭弧断路器2—弹簧操动机构3—Ⅰ母线隔离开关Ⅰ母线组合
4—Ⅱ母线隔离开关Ⅱ母线组合5—出线隔离开关接开关组合6—快速接开关(出线侧)7—电流互感器8—插接式电压互感器9—插接式高压电缆头10—控制柜
第3章 110kV GIS牵引变电设计原
31 接线设计原
GIS设备接线设计原常规设备相国家标准进行基求列点
（1）接线性供电电力生产首务接线首先做运行电蓄存发供起完成环节障造成停电会国家造成济损失民生活提高电求更严格衣食住行电国停电次造成济损失电价15~35倍外发电厂变电站局部障造成系统解列系统失稳造成片区停电 扩济损失保证发供电性重设计原
（2）接线灵活性接线高度灵活性满足列求
调度灵活性电力系统进行调度时发电厂变电站接线 做时投入切致影响整系统安全满足检修时运行方式 特殊运行方式检修时灵活性发电厂变电站进行检修时接线 应满足灵活操作断路器隔离开关母线继电保护装置影响户供电
（3）接线济性接线应满足投资省占面积电损失少等条件发电厂变电站进行扩建工程时接线应方便接入电力系统致长停电时间花较投资
设计接线原工程实践中列条具体容执行台断路器检修时影响户供电台断路器检修台断路器障重合闸拒动时宜切两回超高压线路段母线障宜障范围限制全部母线14分段断路器母联断路器障时障范围宜限制全部母线12
32 GIS配电装置布置方式
GIS设备布置方式种电压GIS设备间隔尺寸相间距离相间距离元件组合尺寸GIS制造厂决定设计者根制造厂说明书选配电室里走道尺寸维修走道尺寸厨房尺寸吊车钩面高度等设计者决定室布置时GIS室宽度GIS设备宽度通道宽度决定工作通道宽度应考虑采电缆作进出线时GIS设备高压电缆交流耐压试验标准值现场耐压试验需装设时空气套必须注意带电体墙壁间安全距离时考虑移动式气体回收装置宽度转弯半径检修搬运GIS组件需宽度GIS室高度必须考虑设备运输安装修试验性检修时应整体起吊断路器组件注意现场耐压试验时带电体房顶安全距离户外布置GIS时通道宽度通道架空跳线高度应考虑开进汽车起吊等作业般距GIS外缘35m般户布置GIS两侧应设置安装检修巡视通道通道宜断路器侧宽度宜2000～3500m巡视通道应1000m
33 GIS设备外壳保护
GIS设备外壳铝合金钢材制成母线元件部障时电弧气体压力升高没防爆装置造成外壳爆炸部发生障时切断障点电弧外壳烧穿致障扩变电站进线线路安装快速接隔离开关开关直接接通保护装置切断电源
GIS设备外壳保护两种方法种防爆装置种快速接隔离开关电弧电压气室压力升高影响气室越压力升高幅度越气室越压力升高幅度气室防爆膜敏感性高快速接开关障电流作启动电流障电流达动作值快速接隔离开关必然动作气室快速接隔离开关性高气室障电流未足达防爆膜破坏值见防爆膜气室已起作快速接隔离开关
34 GIS外壳接方式
GIS设备母线外壳轴两电极构成稍均匀电场电流通母线时 外壳感应电压外壳产生涡流发热GIS设备容量减少运行员接触时会触电危身安全GIS设备外壳感应电压安全规定范围外壳发热外GIS设备支架道电缆外皮外壳连接敢感应电压环流产生外壳述零件接触良方会产生火花道电缆外皮产生电腐蚀
解决述问题目前两种方法解决种GIS设备外壳全链点接方法优点GIS外壳感应电压零会引起环流金属外壳然发热输送容量降第二种方法GIS外壳分段绝缘段接点样GIS外壳产生环流感应电压两者较希环流外壳感应电压安全范围选第二种方法
运行员接触分段绝缘GIS外壳电流通体体伤害程度取决通体电流取决体电阻体电阻皮肤电阻组织电阻皮肤状态电阻代表体电阻GIS外壳接触面积体重量关体重允许相电压值
第4章 GIS牵引变电运行理
GIS设备操作机构常规设备类似外元件结构相运行检修工序GIS设备运行时分正常巡视时巡视正常巡视时间班二次二次时巡视某特定情况进行设备异常情况值班员应立现场处理设备检修修修两种修时间短般三五年进行次修八年十年检修次检修周期常规式设备长
GIS设备检修时工作较繁杂时间长停电范围时涉非障元件检修时首先断电然抽出障气室气体贮存气瓶中检修完毕检修气室抽真空充入气体静止干时测量气体中含水量应符合国家标准GIS设备运行中重件事理气体
GIS检修周期较长设备备品备件保存时间长备品备件保工作应高度重视特密封环油脂类材料绝缘零件保存恒温
41 GIS设备巡查检修容
411日常巡视项目
（1）断路器隔离开关接隔离开关快速接隔离开关位置指示器闭锁位置否正常
（2）种指示灯信号灯指示否正常加热器否规定投入切
（3）隔离开关接隔离开关窥视中检查触头接触否正常
（4）密度计压力表指示值否正常
（5）断路器避雷器指示动作次数否正常
（6）裸露外母线温度钠指示否正常
（7）二次端子没发热现象保险丝熔断器指示否正常
（8）GIS设备附异味异声没漏气漏油现象
（9）阀门开闭位置否正常金属支架锈蚀发热现象
（10）见绝缘件没老化剥落裂纹现象
（11）金属支架保护罩外壳没油漆灵剥落情况
（12）气体分解物没泄漏
（13）接端子没发热现象金属外壳温度否超规定
（14）设备防护门否关严密封
（15）明通风设备防火器具否完
（16）行车操作否正常
（17）设备否清洁齐整标志完善
（18）室应保持清洁
412 时性检查项目
新投产GIS设备运行3~6月检查气体含水量含酸量否试运行进明显改变增加速度否合理发现含量合理时应时检查原断路器达规定开断次数累计开断电流达规定数值时检查设备情况GIS设备异常情况时怀疑元件进行检查
413 GIS设备修项目
GIS设备运行规程规定GIS修周期般3~5年修时便解体设备具体项目：
（1）GIS设备里SF6气体补充干燥滤气体处理车进行
（2）密度计压力表校验
（3）导电回路接触电阻测量
（4）吸附剂更换
（5）液压油补充更换
（6）良紧固件更换
414 GIS设备修项目
GIS运行规程规定GIS设备修周期般8~10年进行修前应建立修组拟定项目修技术措施修计划备品备件应进行检查清理参加修工作员应熟悉技术规程修工艺具体项目：
（1）更换密封环
（2）更换部分磨损零件
（3）更换部分断路器隔离开关等导电触头
（4）更换绝缘零件
（5）清扫气室里金属微粒粉末清气体分解物
42 GIS设备备品备件理
GIS设备备品备件订货时根运行检修需济合理原厂家订货时考虑GIS设备换代周期快备品备件数量适易造成资金积压少产品已换代需零件特殊订货影响供电价钱贵GIS设备障率较低检修周期长备品备件妥善保应做求：
（1）备品备件放湿度75温度应保持环境中
（2）绝缘件应放箱中保存室灰尘油污环境中
（3）备品备件应运行规程中规定周期定期检查校验
（4）密封环应保存充干燥氮气容器中
（5）金属零件应保存清洁干燥室中表面应涂层保护油脂
（6）类油脂应放低温保存防止灰尘水分浸入种类化学品分开保存
（7）仓库应完善防火设施
第5章 GIS变电障安全措施
51 GIS变电障处理
GIS设备运行中事普遍少常规式设备十年运行统计资料表明GIS设备事率常规式166～40日统计数字001次·年欧洲区事率接日
GIS设备障发生新设备投产年根加等国统计资料第年运行时设备障率053次间隔第二年降006次间隔降低883倍趋稳
GIS设备产生障原制造厂现场安装时造成占数GIS制造厂制造车间清洁度差特总装配车间金属微粒粉末杂物残留GIS部加装配误差动元件固定元件发生摩擦产生金属粉末残屑遗留零件隐蔽方没出厂前清理干净GIS零件装配程中 造成GIS设备障分七类：
（1）制造厂安装单位工艺良造成障约占40例较高选GIS设备时选工艺较制造厂施工单位理工艺单位受委托施工
（2）安装现场清洁GIS造成障占13施工员素质差理水低致
（3）制造厂清洁工作GIS造成障占16例低见制造厂理水重
（4）元件装配误差造成障占10问题制造厂安装单位
（5）设计善造成障占7里制造设计部门电力设计单位
（6）运行员操作错误造成障占7
（7）明原造成障占7
面GIS设备发生障原分析GIS设备中根运行验种元件障率见图51
图51 元件障统计图
图中隔离开关接开关障率30盆型绝缘子障率266母线障率15电压互感器障率1166断路器障率10元件障率674统计数字知GIS设备容易发生障元件隔离开关盆型绝缘子两种元件造成障占566半见运行中加强隔离开关巡视
常说GIS设备障少相技术水落常规设备言GIS设备发生障气体泄漏外部水分渗入导电杂质存绝缘子老化等素影响导致GIS部闪络障外GIS全密封结构障定位检修较困难检修工作繁杂事均停电检修时间常规设备长停电范围常涉非障元件运行中切麻痹意重视安全GIS设备万发生障停电范围常规式检修时间长济损失
52 减少GIS设备障措施
针面述障原提出点措施减少GIS设备障率
第GIS设备发生障79GIS生产厂安装施工单位关选择产品质量制造厂素质施工单位减少GIS设备障率关键第二GIS设备运行验告诉GIS设备容易发生障时间运行员加强理加强巡视检查工作第三盆型绝缘子障率高研究结果制造厂盆型绝缘子耐压时间短关盆型绝缘子常期承受高电压耐压时间短发现障性低发现隐患求制造厂盆型绝缘子进行长时期耐压试验额定电压试验10000时盆型绝缘子进行局部放电试验第四GIS设备高压耐压试验检验GIS设备绝缘性道关卡GIS进行高压耐压试验中争取现场做工频交流耐压试验操作击波耐压试验雷电击波耐压试验
53 GIS设备安全措施
众周知GIS设备绝缘介质气体身毒分解物定毒性防护影响健康方面GIS设备外壳产生接触电动势措施电击GIS设备工作员遵守般电气安全规程外遵守针GIS设备特点制定安全规定关安全规定执行工作员会受损害
531 气体分解物类危害性
气体分解物体部位产生危害例眼睛造成刺痛呼吸系统刺激闻臭蛋味令作呕严重造成呼吸困难皮肤造成灼痛面三种分解物体接触时间造成危害分解物浓度体危害相目前没种仪器迅速检测气体分解物
532 防止气体分解物危害体措施
（1）气体分解物逸入GIS室时工作员全部撤出室投入通风机
（2）障半时工作员方进入事现场穿防护服带防毒面罩
（3）允许气体分解物直接排入气应苏溶液装置渡排入气
（4）处理固体分解物时必需吸尘器配滤器
（5）事30分钟～4时工作员进入事现场时定穿防护服载防毒面罩4时方脱掉进入GIS设备部清理时穿防护服戴防毒面罩
（6）抹布防护服清洁袋滤器吸附剂苏粉等均应塑料袋装放金属容器里深埋允许焚烧
（7）防毒面罩橡皮手套靴子等必须苏溶液洗干净清水洗净工作员裸露部分均应苏水洗然肥皂洗净抹干
（8）防止工作员接触电动势接触工作员操作隔离开关时应戴橡皮手套站绝缘台操作
第6章 总结
国铁路事业正蓬勃发展电气化铁路中越越重牵引变电性免维护安全高效供电保证
GIS设备操作机构常规设备类似外元件结构相运行检修工序常说GIS设备障少相技术水落常规设备言GIS设备发生障运行中切中麻痹意重视安全GIS设备万发生障停电范围常规式检修时间长济损失运科学理措施保证GIS设备运行
GIS牵引变电够适应铁路发展求成未牵引变电流
致 谢
设计XX教授悉心指导关怀完成X老师渊博知识敏锐洞察力富创见学术思想设计研究指明方严谨学风丝苟治学态度科学孜孜倦追求时刻激励着实事求精神刻苦奉献精神优秀格魅力工作学中永远启迪着设计结束际作者首先高师湃教授致衷心感谢崇高敬意
校期间网络教育学院级领导辅导老师亲切关怀私培养作者学程学许做道理作者道声：您辛苦
感谢西南交通学网络教育学院电气工程学院等老师年工作学予热情关怀指导帮助
外互联网朋友完成设计提出宝贵意见私帮助学工作帮助表示衷感谢
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