作者介紹

• 張少乾，碩士研究生，研究方向為電氣工程自動化與智能化等。
• 卞宏志，國網(wǎng)福建建設(shè)分公司工程師，研究方向為電力系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用等。
• 張建勛，國網(wǎng)福建建設(shè)分公司工程師，研究方向為電網(wǎng)規(guī)劃與改造等。
• 黃宴委，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為電氣工程智能化技術(shù)等。

研究背景

GIS以其體積小、可靠性高等優(yōu)點，在超、特高壓輸變電工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而，GIS氣室內(nèi)SF6氣體干燥與否對其安全運行尤為重要。在GIS設(shè)備中，原則上不允許有水分的存在，但在實際安裝時，環(huán)境中的水分不可避免地地會進入到設(shè)備內(nèi)部。過量的水分將大大降低系統(tǒng)的絕緣性能，嚴(yán)重威脅GIS設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，因此需要花費大量人力物力來重新安裝調(diào)試設(shè)備。基于此，對安裝完成后的GIS氣室水分含量進行預(yù)估具有重要意義。

圖1 GIS安裝流程

論文所解決的問題及意義

GIS在安裝過程中，受安裝條件的影響，不能做到所有設(shè)備均在干燥的安裝棚中安裝，且安裝過程復(fù)雜，導(dǎo)致施工人員在露天條件下打開設(shè)備密封口從而進入到殼體內(nèi)部進行施工，造成設(shè)備在組裝完成后不可避免地進入一定量水分。而安裝完成后的GIS設(shè)備內(nèi)部水分含量的多少，則與設(shè)備的安裝環(huán)境密切相關(guān)。

圖2 GIS安裝環(huán)境模擬室布局

本文針對GIS在安裝過程中，受安裝條件的影響，導(dǎo)致安裝完成后氣室剩余水分含量過高以至于需要重新安裝等問題，提出一種考慮安裝環(huán)境溫濕度的GIS氣室剩余水分含量計算模型。該方法具有實用性強、節(jié)約成本、應(yīng)用價值高等特點，為工程技術(shù)人員選擇合適的GIS安裝環(huán)境，避免安裝完后水分超標(biāo)所導(dǎo)致的二次安裝提供參考。

論文方法及創(chuàng)新點

1 考慮安裝環(huán)境因素的GIS氣室剩余水分含量計算方法

歸納GIS水分主要來源，總結(jié)GIS水分處理工藝，設(shè)計GIS通用安裝流程。通過機理分析法建立一種安裝完成后GIS內(nèi)SF6氣體水分剩余量計算模型，可用于分析GIS在不同溫度、相對濕度和氣壓情況下安裝后氣室剩余水分量。

圖3 暴露試驗氣室

2 GIS安裝環(huán)境模擬平臺

搭建GIS安裝環(huán)境模擬室來驗證計算模型的準(zhǔn)確性。模擬平臺包括試驗氣室、濕膜加濕器、風(fēng)扇和密封充氣帳篷。依照國網(wǎng)安裝500kV GIS盆式絕緣子安裝規(guī)程進行安裝，在安裝前進行環(huán)境潔凈度和濕度檢測，隨后開始按抽真空、靜置、第二次抽真空及注入SF6氣體的順序安裝GIS。最后使用微水測量檢漏儀檢測安裝后氣室內(nèi)SF6氣體的含水量，以驗證計算及仿真模型的準(zhǔn)確性。

圖4 SF6水分測量儀

結(jié)論

本文根據(jù)安裝環(huán)境溫度及相對濕度對GIS安裝過程的影響，提出一種考慮安裝環(huán)境因素的GIS氣室水分含量計算方法，可通過安裝環(huán)境溫度及相對濕度等參數(shù)來預(yù)測安裝完成后氣室的水分含量。該方法充分考慮了GIS密封前水分進入氣室的主要途徑，以及在標(biāo)準(zhǔn)安裝過程中氣室內(nèi)不同途徑的水分走向，最終計算出平衡后SF6氣體水分體積分?jǐn)?shù)。并利用安裝環(huán)境模擬平臺所提供的試驗環(huán)境，驗證了計算模型的可行性與準(zhǔn)確性。

引用本文

張少乾, 卞宏志, 張建勛, 黃宴委. 安裝環(huán)境溫濕度影響下氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備水分含量研究[J]. 電氣技術(shù), 2022, 23(1): 15-20. ZHANG Shaoqian, BIAN Hongzhi, ZHANG Jianxun, HUANG Yanwei. Research on moisture content of gas insulated switchgear under the influence of installation environment temperature and humidity. Electrical Engineering, 2022, 23(1): 15-20.