- 頭條考慮安裝環境溫濕度因素的GIS氣室剩余水分含量的計算方法2022-06-23 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語針對氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）在安裝時受環境溫濕度的影響，導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的問題，福州大學黃宴委教授團隊與國網福建建設分公司合作，提出一種考慮安裝環境因素的GIS氣室剩余水分含量計算方法。該方法可根據安裝環境的溫度和相對濕度等參數，來較好地預測安裝完成后GIS內剩余水分含量變化，有利于工程中選擇合適的安裝環境。計算模型值隨安裝環境溫濕度上升趨勢與現場試驗的試驗值吻合較好，驗證了所提出計算模型的可行性與準確性。
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，國網福建建設分公司工程師，研究方向為電力系統設計與應用等。
- 張建勛，國網福建建設分公司工程師，研究方向為電網規劃與改造等。
- 黃宴委，教授，碩士生導師，研究方向為電氣工程智能化技術等。
研究背景
GIS以其體積小、可靠性高等優點，在超、特高壓輸變電工程中得到了廣泛應用。然而，GIS氣室內SF6氣體干燥與否對其安全運行尤為重要。在GIS設備中，原則上不允許有水分的存在，但在實際安裝時，環境中的水分不可避免地地會進入到設備內部。過量的水分將大大降低系統的絕緣性能，嚴重威脅GIS設備的安全穩定運行，因此需要花費大量人力物力來重新安裝調試設備。基于此，對安裝完成后的GIS氣室水分含量進行預估具有重要意義。
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，不能做到所有設備均在干燥的安裝棚中安裝，且安裝過程復雜，導致施工人員在露天條件下打開設備密封口從而進入到殼體內部進行施工，造成設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設備內部水分含量的多少，則與設備的安裝環境密切相關。
圖2 GIS安裝環境模擬室布局
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、節約成本、應用價值高等特點，為工程技術人員選擇合適的GIS安裝環境，避免安裝完后水分超標所導致的二次安裝提供參考。
論文方法及創新點
1 考慮安裝環境因素的GIS氣室剩余水分含量計算方法
歸納GIS水分主要來源，總結GIS水分處理工藝，設計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安裝環境模擬平臺
搭建GIS安裝環境模擬室來驗證計算模型的準確性。模擬平臺包括試驗氣室、濕膜加濕器、風扇和密封充氣帳篷。依照國網安裝500kV GIS盆式絕緣子安裝規程進行安裝，在安裝前進行環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SF6氣體的含水量，以驗證計算及仿真模型的準確性。
圖4 SF6水分測量儀
結論
本文根據安裝環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境因素的GIS氣室水分含量計算方法，可通過安裝環境溫度及相對濕度等參數來預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，以及在標準安裝過程中氣室內不同途徑的水分走向，最終計算出平衡后SF6氣體水分體積分數。并利用安裝環境模擬平臺所提供的試驗環境，驗證了計算模型的可行性與準確性。
引用本文
張少乾, 卞宏志, 張建勛, 黃宴委. 安裝環境溫濕度影響下氣體絕緣金屬封閉開關設備水分含量研究[J]. 電氣技術, 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.
