作者介紹

• 張少乾，碩士研究生，研究方向?yàn)殡姎夤こ套詣?dòng)化與智能化等。
• 卞宏志，國(guó)網(wǎng)福建建設(shè)分公司工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用等。
• 張建勛，國(guó)網(wǎng)福建建設(shè)分公司工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃與改造等。
• 黃宴委，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡姎夤こ讨悄芑夹g(shù)等。

研究背景

GIS以其體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)其安全運(yùn)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(shí)際安裝時(shí)，環(huán)境中的水分不可避免地地會(huì)進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部。過(guò)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(yùn)行，因此需要花費(fèi)大量人力物力來(lái)重新安裝調(diào)試設(shè)備。基于此，對(duì)安裝完成后的GIS氣室水分含量進(jìn)行預(yù)估具有重要意義。

圖1 GIS安裝流程

論文所解決的問(wèn)題及意義

GIS在安裝過(guò)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(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致施工人員在露天條件下打開(kāi)設(shè)備密封口從而進(jìn)入到殼體內(nèi)部進(jìn)行施工，造成設(shè)備在組裝完成后不可避免地進(jìn)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(duì)GIS在安裝過(guò)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(guò)高以至于需要重新安裝等問(wèn)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(jì)算模型。該方法具有實(shí)用性強(qiáng)、節(jié)約成本、應(yīng)用價(jià)值高等特點(diǎn)，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(diǎn)

1 考慮安裝環(huán)境因素的GIS氣室剩余水分含量計(jì)算方法

歸納GIS水分主要來(lái)源，總結(jié)GIS水分處理工藝，設(shè)計(jì)GIS通用安裝流程。通過(guò)機(jī)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(jì)算模型，可用于分析GIS在不同溫度、相對(duì)濕度和氣壓情況下安裝后氣室剩余水分量。

圖3 暴露試驗(yàn)氣室

2 GIS安裝環(huán)境模擬平臺(tái)

搭建GIS安裝環(huán)境模擬室來(lái)驗(yàn)證計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。模擬平臺(tái)包括試驗(yàn)氣室、濕膜加濕器、風(fēng)扇和密封充氣帳篷。依照國(guó)網(wǎng)安裝500kV GIS盆式絕緣子安裝規(guī)程進(jìn)行安裝，在安裝前進(jìn)行環(huán)境潔凈度和濕度檢測(cè)，隨后開(kāi)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(cè)量檢漏儀檢測(cè)安裝后氣室內(nèi)SF6氣體的含水量，以驗(yàn)證計(jì)算及仿真模型的準(zhǔn)確性。

圖4 SF6水分測(cè)量?jī)x

結(jié)論

本文根據(jù)安裝環(huán)境溫度及相對(duì)濕度對(duì)GIS安裝過(guò)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(jì)算方法，可通過(guò)安裝環(huán)境溫度及相對(duì)濕度等參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)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(jìn)入氣室的主要途徑，以及在標(biāo)準(zhǔn)安裝過(guò)程中氣室內(nèi)不同途徑的水分走向，最終計(jì)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(tái)所提供的試驗(yàn)環(huán)境，驗(yàn)證了計(jì)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(kāi)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.