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[摘 要]本主就开平地区首个GIS设备结构特点及优越性做了叙述和分析，并提出几点意见。
[关键词]GIS 变电站 应用 建议
中图分类号：C819 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0040-01
GIS-是英文Gas Insulare Switchgear的缩写，国内习惯称作SF6全封闭组合电气。由于它的体积小，技术性能优良等诸多优点，目前发展迅速，欧洲、美洲、中东的电力公司都规定配电装置要使用GIS设备。自80年代起，国产大型GIS设备也投入电网系统运行。
2009年，广东省江门第二个GIS 变电站在开平市区投运，它的建成投运是开平地区一个新的里程碑，有着深刻的意义，真正体现了GIS设备小型化、可靠性高、维护方便等优越性。
据可靠资料显示，GIS设备在运行中的事故，普遍少于常规设备。国外率先提倡选用GIS设备，近十年运行的统计资料，表明GIS设备的事故率只有常规的16.6%～40%。日本的统计数字为0.01次/（所·年）；北美国家的事故率为0.1—0.25次/（所·年）；欧洲地区的事故率接近日本。GIS设备的故障率多发生在新设备投运的一年之内，根据加拿大等国的统计资料，第一年运行时，设备故障率为0.53次/间隔；而第二年则下降到0.06次/间隔，降低了8.83倍，以后趋于平稳，正常情况下，新投运GIS设备15年内免维修。而GIS设备产生故障的原因，主要时制造厂和现场安装时不当造成的占多数。
本次为对220kV 开平站110kV出线回路、PT、进线、母联总共15个间隔进行改造，淘汰10几年的中高层旧设备。新设备采用双母线接线方式，5条回路采用架空出线，其余5条出线加2条主变进线采用电缆连接。因此，从土建设计上看，可分为首层电费室，第二层为110 kV GIS设备以及架空线。此次选用了法国阿海珐输配电华电开关有限公司进口GIS F-35型设备，安装公司为开平市四维电气安装公司。
作为开平电网首座110 kV户内GIS变电站，110kV GIS设备受到上级领导及各个部门的高度关注，江门供电局各位领导多次常莅临指导现场工作。
GIS的主要优点在于：
（1） 结构小型化：
占地面积及体积小，据有部门统计：110KV等级，GIS的占地面积为敞开式的7.6%，体积为敞开式的6.1%，而220KV等级， GIS的占地面积为敞开式的4.0%，体积为敞开式的2.1%。
就220kV开平站110 kV GIS而言，设备占地面积由之前800平方米减少为90平方米。由此可看，GIS设备大大的缩小了设备间的安全距离，从而减少了开关场的占地面积。符合我国节约用地的基本国策，减少了征地、拆迁、赔偿等昂贵的前期费用。
（2） 可靠性高：
防误闭锁功能较为完善；带电部分全部密封于惰性气体SF6中，不受污染、盐雾、潮湿等环境的影响，GIS设备的导电部分外壳屏蔽，接地良好，大大提高了运行的可靠性，还具有优良的抗地震能力。与常规设备相比，GIS更容易满足城市环保的要求。就南方地区多雷雨天气而言，GIS设备能突出可靠性高這一优点。
（3） 安全性好：
带电部分密封于接地的金属壳内，因此运行人员接触外界，并无触电危险；SF6气体为惰性气体，本身不燃烧，防火性能好。运行人员在GIS设备操作上极为方便，相比之前设备陈旧，操作上时间长，且安全性不强，GIS设备更能突出这一优点。
（4） 安装周期短：
GIS设备的各个元件通用性强，采用积木式结构，一旦前期土建施工完毕，再经位置打孔后，GIS设备运到施工现场可就位固定。而且设备可以在制造厂实现整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，缩短现场安装的工期，正常情况下现场安装的工作量比常规设备减少了80%左右。
开平站110 kV GIS为阿海珐公司对各间隔装配完成再运达现场就位，再对间隔与间隔进行安装。整改个电气安装从7月份中旬到10月份下旬，仅三个月时间完成了位置打孔、间隔组装、电缆牵拉、电气试验等，可以安装周期大大缩短。
（5） 运行维护方便、操作方便：
据阿海珐厂家介绍，进口设备检修周期长，正常情况下，可15年免维修。相比之下，之前开平站110kV旧设备每间隔检修率为1-3次/年；而且，日常维护上简单，大大缩短了检修、维护工作量。另一方面，运行人员在操作上极为方便，与之前对单一设备间隔由运行转检修需要35-45分钟相比，现在的GIS设备进行同样操作，却只用8-13分钟。
虽然GIS设备比普通设备更突出其优越性，但GIS设备也存在造价高、故障停电范围广、查找故障点困难等不足。针对开平站110kV GIS设备的特点，笔者提出几点意见：
（1） SF6通风装置设计不佳
SF6气体未经放电是无毒的，若经放电或电弧作用，SF6气体会分解，形成的分解物及粉末，对人体健康极为有害。如果设备的外壳损坏或封闭不严，SF6气体就会发生泄漏。因为SF6气体密度比空气大，泄漏的气体就会在配电室底部沉积，因此必须采取必要的防范措施，防止运行值班人员或检修人员进入GIS室时窒息中毒。在GIS室底部加装强力抽风装置，其中《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》第八章191条规定：装有SF6设备的配电装置和SF6气体实验室，必须装设强力通风装置，风口设置在室内底部。只有在强力抽风装置工作正常后，GIS室才能投入使用。运行人员进入GIS室进行维护工作，通风时间不少于15min。
然而，开平站110kV GIS室4台通风机却安装在第二层，虽位于GIS设备底部，却非GIS室底部。因此，一旦出现泄漏，SF6气体可能沿着楼梯口及进出线电缆口流入首层，而通风装置却没办法排出。这样，对进入GIS室检修和运行人员存在一定的危险性。
笔者认为有两个解决措施：1.在GIS室特定位置配备六氟化硫浓度仪和氧量仪，并且连接到主控室后台监控机；2.在GIS室首层底部增加通风装置；3.加强GIS设备巡视，密切关注SF6气室压力值的变化。
（2） 操作对设备位置检查不到位
由于GIS设备为全封闭，无法像常规设备对隔离开关位置的判断那样直观。因此，在对GIS隔离开关进行操作时，应着重检查隔离开关传动机构的分、合位置是否到位。此位置是 GIS隔离开关外部“分、合位置”的最直接的真实体现；而后台监控机位置检查、汇控柜分合位置检查则是通过操动机构的辅助接点传送的信息反映的，是间接的位置体现。
而对于某些运行人员，往往只通过汇控柜分合位置来判断，工作不到位。因此，在操作上运行人员要加强对隔离开关传动机构的检查巡视。笔者认为，通过GIS设备可视窗进行判断可让分合位置检查更到位。
（3） 设计上应充分考虑扩建和故障检修的灵活性
由于开平站GIS设备采用双母线接线方式，一旦扩建或母线侧隔离开关检修，将造成全站110kV侧停电。为了在扩建和检修时尽量缩小停电范围和时间，可考虑将母线适当分段或在合适处设置可拆卸的联接段。当然，投资方面有一定的增加。
（4） GIS设备试验口的氧化现象
开平站GIS设备正常运行一年多时间，发现试验口存在氧化现象。除了运行人员日常维护外，阿海珐公司在设计上是否也应该考虑此类问题呢。
随着城市的发展，GIS设备在变电站的应用会越加广泛，其优点更突出。当然，应从设计、安装、运行维护、检修等各方面不断地加以总结，进一步优化，才能使设备发挥更大的作用。
参考文献
[1] 梁鑫，关于电力GIS设备在变电站应用中常见问题及对策[B].《中国电子商务》杂志社，2001.
[2] 张劲松，浅析GIS在变电站的应用[B].广东电力出版社，2001.
[3] 罗学琛，气体绝缘全封闭组合电器（GIS）[B].北京：中国电力出版社，1999.
[关键词]GIS 变电站 应用 建议
中图分类号：C819 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0040-01
GIS-是英文Gas Insulare Switchgear的缩写，国内习惯称作SF6全封闭组合电气。由于它的体积小，技术性能优良等诸多优点，目前发展迅速，欧洲、美洲、中东的电力公司都规定配电装置要使用GIS设备。自80年代起，国产大型GIS设备也投入电网系统运行。
2009年，广东省江门第二个GIS 变电站在开平市区投运，它的建成投运是开平地区一个新的里程碑，有着深刻的意义，真正体现了GIS设备小型化、可靠性高、维护方便等优越性。
据可靠资料显示，GIS设备在运行中的事故，普遍少于常规设备。国外率先提倡选用GIS设备，近十年运行的统计资料，表明GIS设备的事故率只有常规的16.6%～40%。日本的统计数字为0.01次/（所·年）；北美国家的事故率为0.1—0.25次/（所·年）；欧洲地区的事故率接近日本。GIS设备的故障率多发生在新设备投运的一年之内，根据加拿大等国的统计资料，第一年运行时，设备故障率为0.53次/间隔；而第二年则下降到0.06次/间隔，降低了8.83倍，以后趋于平稳，正常情况下，新投运GIS设备15年内免维修。而GIS设备产生故障的原因，主要时制造厂和现场安装时不当造成的占多数。
本次为对220kV 开平站110kV出线回路、PT、进线、母联总共15个间隔进行改造，淘汰10几年的中高层旧设备。新设备采用双母线接线方式，5条回路采用架空出线，其余5条出线加2条主变进线采用电缆连接。因此，从土建设计上看，可分为首层电费室，第二层为110 kV GIS设备以及架空线。此次选用了法国阿海珐输配电华电开关有限公司进口GIS F-35型设备，安装公司为开平市四维电气安装公司。
作为开平电网首座110 kV户内GIS变电站，110kV GIS设备受到上级领导及各个部门的高度关注，江门供电局各位领导多次常莅临指导现场工作。
GIS的主要优点在于：
（1） 结构小型化：
占地面积及体积小，据有部门统计：110KV等级，GIS的占地面积为敞开式的7.6%，体积为敞开式的6.1%，而220KV等级， GIS的占地面积为敞开式的4.0%，体积为敞开式的2.1%。
就220kV开平站110 kV GIS而言，设备占地面积由之前800平方米减少为90平方米。由此可看，GIS设备大大的缩小了设备间的安全距离，从而减少了开关场的占地面积。符合我国节约用地的基本国策，减少了征地、拆迁、赔偿等昂贵的前期费用。
（2） 可靠性高：
防误闭锁功能较为完善；带电部分全部密封于惰性气体SF6中，不受污染、盐雾、潮湿等环境的影响，GIS设备的导电部分外壳屏蔽，接地良好，大大提高了运行的可靠性，还具有优良的抗地震能力。与常规设备相比，GIS更容易满足城市环保的要求。就南方地区多雷雨天气而言，GIS设备能突出可靠性高這一优点。
（3） 安全性好：
带电部分密封于接地的金属壳内，因此运行人员接触外界，并无触电危险；SF6气体为惰性气体，本身不燃烧，防火性能好。运行人员在GIS设备操作上极为方便，相比之前设备陈旧，操作上时间长，且安全性不强，GIS设备更能突出这一优点。
（4） 安装周期短：
GIS设备的各个元件通用性强，采用积木式结构，一旦前期土建施工完毕，再经位置打孔后，GIS设备运到施工现场可就位固定。而且设备可以在制造厂实现整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，缩短现场安装的工期，正常情况下现场安装的工作量比常规设备减少了80%左右。
开平站110 kV GIS为阿海珐公司对各间隔装配完成再运达现场就位，再对间隔与间隔进行安装。整改个电气安装从7月份中旬到10月份下旬，仅三个月时间完成了位置打孔、间隔组装、电缆牵拉、电气试验等，可以安装周期大大缩短。
（5） 运行维护方便、操作方便：
据阿海珐厂家介绍，进口设备检修周期长，正常情况下，可15年免维修。相比之下，之前开平站110kV旧设备每间隔检修率为1-3次/年；而且，日常维护上简单，大大缩短了检修、维护工作量。另一方面，运行人员在操作上极为方便，与之前对单一设备间隔由运行转检修需要35-45分钟相比，现在的GIS设备进行同样操作，却只用8-13分钟。
虽然GIS设备比普通设备更突出其优越性，但GIS设备也存在造价高、故障停电范围广、查找故障点困难等不足。针对开平站110kV GIS设备的特点，笔者提出几点意见：
（1） SF6通风装置设计不佳
SF6气体未经放电是无毒的，若经放电或电弧作用，SF6气体会分解，形成的分解物及粉末，对人体健康极为有害。如果设备的外壳损坏或封闭不严，SF6气体就会发生泄漏。因为SF6气体密度比空气大，泄漏的气体就会在配电室底部沉积，因此必须采取必要的防范措施，防止运行值班人员或检修人员进入GIS室时窒息中毒。在GIS室底部加装强力抽风装置，其中《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》第八章191条规定：装有SF6设备的配电装置和SF6气体实验室，必须装设强力通风装置，风口设置在室内底部。只有在强力抽风装置工作正常后，GIS室才能投入使用。运行人员进入GIS室进行维护工作，通风时间不少于15min。
然而，开平站110kV GIS室4台通风机却安装在第二层，虽位于GIS设备底部，却非GIS室底部。因此，一旦出现泄漏，SF6气体可能沿着楼梯口及进出线电缆口流入首层，而通风装置却没办法排出。这样，对进入GIS室检修和运行人员存在一定的危险性。
笔者认为有两个解决措施：1.在GIS室特定位置配备六氟化硫浓度仪和氧量仪，并且连接到主控室后台监控机；2.在GIS室首层底部增加通风装置；3.加强GIS设备巡视，密切关注SF6气室压力值的变化。
（2） 操作对设备位置检查不到位
由于GIS设备为全封闭，无法像常规设备对隔离开关位置的判断那样直观。因此，在对GIS隔离开关进行操作时，应着重检查隔离开关传动机构的分、合位置是否到位。此位置是 GIS隔离开关外部“分、合位置”的最直接的真实体现；而后台监控机位置检查、汇控柜分合位置检查则是通过操动机构的辅助接点传送的信息反映的，是间接的位置体现。
而对于某些运行人员，往往只通过汇控柜分合位置来判断，工作不到位。因此，在操作上运行人员要加强对隔离开关传动机构的检查巡视。笔者认为，通过GIS设备可视窗进行判断可让分合位置检查更到位。
（3） 设计上应充分考虑扩建和故障检修的灵活性
由于开平站GIS设备采用双母线接线方式，一旦扩建或母线侧隔离开关检修，将造成全站110kV侧停电。为了在扩建和检修时尽量缩小停电范围和时间，可考虑将母线适当分段或在合适处设置可拆卸的联接段。当然，投资方面有一定的增加。
（4） GIS设备试验口的氧化现象
开平站GIS设备正常运行一年多时间，发现试验口存在氧化现象。除了运行人员日常维护外，阿海珐公司在设计上是否也应该考虑此类问题呢。
随着城市的发展，GIS设备在变电站的应用会越加广泛，其优点更突出。当然，应从设计、安装、运行维护、检修等各方面不断地加以总结，进一步优化，才能使设备发挥更大的作用。
参考文献
[1] 梁鑫，关于电力GIS设备在变电站应用中常见问题及对策[B].《中国电子商务》杂志社，2001.
[2] 张劲松，浅析GIS在变电站的应用[B].广东电力出版社，2001.
[3] 罗学琛，气体绝缘全封闭组合电器（GIS）[B].北京：中国电力出版社，1999.