DLT5139-2001水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范.pdf 36页

'中华人民共和国电力行业标准页码，1/362100ICS27.140P59备案号：J145－2002中华人民共和国电力行业标准PDL／T5139—2001水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范Specificationfordesigninggas-insulationMetal-enclosedswitchgearofhydropowerstation主编单位：国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号：国家经济贸易委员会公告二○○一年第31号2001-12-20发布2002-05-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本标准是根据原能源部、水利部批复的《水利水电勘测规划设计技术标准体系》和国家经贸委司(局)电力［2000］22号文《关于确认1999年度电力行业标准制、修订计划项目的通知》编写的。该标准是为了适应水利水电工程的特点和实际需要，使水力发电厂在选用气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的工程设计有章可循。实施本标准有利于推广应用科学技术新成果，提高工程设计质量，提高工程经济效益。参加本标准编写工作组的单位有：水电水利规划设计总院、长江水利委员会长江勘测规划设计研究院、中南勘测设计研究院、昆明勘测设计研究院、成都勘测设计研究院、贵阳勘测设计研究院、广西壮族自治区电力局勘测设计研究院等。本标准由水电规划设计标准化技术委员会提出。本标准由水电规划设计标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国水力发电工程学会电气专业委员会。本标准主要起草人：袁达夫、石凤翔、黄贤鉴、王华军、张培裘、杜厚基、宋虎臣、程霖、甘春光。本标准由水电规划设计标准化技术委员会负责解释。目次前言1范围file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，2/362引用标准3总则4定义5一般要求5.1使用条件5.2设备参数选择5.3GIS配电装置与相关设备的连接5.4内部故障的防护5.5GIS内的快速瞬变过电压5.6接地开关的配置5.7避雷器配置5.8操作控制电源5.9信号5.10操动机构和辅助回路的防护5.11SF气体66GIS配电装置的选型6.1GIS配电装置选用的工程条件6.2断路器型式的选择6.3母线型式的选择6.4其他7布置7.1配电装置室位置的选择7.2间隔尺寸7.3场地和通道7.4GIS的相序7.5汇控柜及SF／空气套管的布置67.6隔室划分和隔室附件的配置7.7伸缩节的配置7.8GIS室的密封7.9户外GIS配电装置的布置7.10GIS配电装置的电缆布置7.11基础7.12专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地的配置67.13吊车8环境保护8.1GIS配电装置室环境保护8.2环境保护的措施8.3户外GIS配电装置环境保护9接地9.1一般规定9.2GIS外壳感应电压9.3GIS接地9.4SF管母线和管线的接地69.5接地线10对土建的要求10.1户内GIS配电装置对土建的要求file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，3/3610.2户外GIS配电装置对土建的要求11专用工具和监测仪器的配置12现场试验12.1现场试验目的12.2现场试验项目12.3现场耐压试验12.4检查与核实附录A(提示的附录)本规范用词说明条文说明1范围本标准适用于新建的电力系统标称电压为110kV～500kV，频率为50Hz的户内、外气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)配电装置的设计。对于扩建或改建GIS配电装置的设计，可参照执行。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB150—1998钢制压力容器GB156—1993标准电压GB7674—199772.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备GB／T762—1996标准电流GB／T5582—1993高压电力设备外绝缘污秽等级GB／T8905—1996六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则GB／T13540—1992高压开关设备抗地震性能试验DL／T618—1997气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程SDJ161—1985电力系统设计技术规程3总则GIS配电装置的设计必须认真贯彻执行国家的技术经济政策，并根据电力系统条件、水电厂自然环境和运行、维修等要求，合理地选择布置方案和设备，做到安全可靠、技术先进、维护方便、经济合理，特制定本规范。4定义本标准采用如下定义：4.0.1气体绝缘金属封闭开关设备由断路器、隔离开关、接地开关、电流与电压互感器、避雷器等电器组合成一个整体，全部或部分地采用气体作绝缘介质的金属封闭开关设备。4.0.2运输单元不需拆开便适于运输的GIS的一部分。4.0.3外壳GIS的一种部件，它用来容纳绝缘气体，使GIS在规定条件下安全地保持必需的额定绝缘水平，并保护file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，4/36设备免受外部影响，同时对人体提供安全保护。4.0.4隔室GIS的一部分，除了相互连接和控制需用的通道外，它完全被封闭。4.0.5元件在GIS的主回路和与主回路相连的回路中担负某一特定功能的基本部分(例如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、避雷器、互感器、套管和母线等)。4.0.6伸缩节用于相邻二个外壳间相接部分，用来吸收GIS热伸缩及土建基础不均匀沉陷等引起的位移。4.0.7SF管母线6为主母线设备。4.0.8SF管线6为设备间的连线。4.0.9接地线指GIS与接地母线的连线、接地母线引至接地网的连线以及设备支架引至接地网的连线。5一般要求5.1使用条件5.1.1GIS配电装置分为户内式和户外式。当大部分装置在户内，仅进出线部分装在户外时，除装在户外部分应满足户外使用条件要求外，其余按户内使用条件要求。5.1.2户内配电装置1周围空气温度最高＋40℃；24h平均值不超过35℃。最低－10℃、－25℃；允许在－35℃贮运。2海拔高度。在任何海拔下，GIS内绝缘的绝缘特性与海平面上测得的相同，因此，对内绝缘不提出海拔方面的要求。3空气湿度。按不同地区的气候条件，应考虑在高湿度期内可能出现凝露。相对湿度日平均不大于95%；月平均不大于90%。-3水蒸气压力日平均不大于2.2×10MPa；月平均不大于1.8×10-3MPa。4耐受地震能力。采用正弦共振拍波试验法激振5次，每次5波，间隔2s。地震烈度及加速度如下，其中g为地心引力加速度。烈度8度9度水平加速度0.15g0.3g安装后GIS配电装置的任何一部分设备应能承受地震加速度的动态负荷，按全动态法进行计算／试验。5户内装置应具有Ⅰ～Ⅱ级的耐污秽性能。6无经常性的剧烈振动。5.1.3户外配电装置。1周围空气温度：最高＋40℃；24h平均值不超过35℃。最低－35℃；45℃；允许在－35℃贮运。2海拔高度：1000m，3000m。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，5/363风速：34m／s(相应于圆柱表面上的压力700Pa)。4覆冰厚度：1mm、10mm、20mm。5按不同地区的气候条件，应考虑凝露、雨、冰雹及温度骤变的影响。日温差：一般地区为25℃，特殊地区为32℃。6日辐射的影响应按如下条件考虑，周围空气温度40℃，日辐射强度0.1W／cm2，相应风速为0.5m／s。7空气污秽程度，按GB／T5582的划分等级考虑。8无经常性的剧烈振动。耐受地震能力按5.1.2的4考虑。5.2设备参数选择5.2.1GIS配电装置参数的选择，应满足正常运行、维修、短路和过电压等的要求，并应考虑远景发展。5.2.2选择户外GIS配电装置的周围空气温度，应取多年极值平均值。选择户外GIS配电装置的相对湿度，应取多年最湿月份的月平均最大相对湿度的平均值。在湿热带地区应采用湿热带型电器产品，在亚湿热带地区亦可采用一般电器产品，但应加强防潮、防水、防锈、防霉及防虫害措施。5.2.3周围空气温度低于GIS配电装置的设备、仪表和继电器的最低允许温度时，应装设加热装置或其他保温设施。5.2.4户外110kV～330kVGIS配电装置的最大设计风速，采用离地10m高，30年一遇的10min平均最大风速；500kVGIS配电装置宜采用离地10m高，50年一遇10min平均最大风速。最大设计风速超过34m／s，宜采取降低配电装置的安装高度，加强其与基础的固定等措施。5.2.5GIS配电装置的抗震设计，应参照GB／T13540的规定。5.2.6在选用GIS配电装置时，应考虑各种可能的运行方式。其允许的最高工作电压不得低于该回路的额定电压，其长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流。在选择电压等级、电流数值时，应符合GB156和GB／T762标准的规定。5.2.7GIS配电装置的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平确定。在进行绝缘配合时，应权衡过电压的各种保护装置费用、设备造价、维修费用以及故障损失等因素，力求取得最好的综合经济效益。5.2.8在验算GIS配电装置的动、热稳定及开断电流时所用的短路电流时，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划(可为本工程全部投产后10～15年)。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式计算。如电力系统发展不明确，选择短路电流时，可按SDJ161中对短路电流控制水平的规定确定。对发电工程的GIS，应计算短路处的时间衰减常数，充分考虑短路电流直流分量的影响。5.2.9GIS配电装置各组成部件的温升不应超过有关标准规定的允许温升。外壳的允许温升见表5.2.9。表5.2.9外壳允许温升周围空气温度40℃时的允许温升外壳部位K运行人员易触及的部位≤30运行人员易触及但操作时不触及的部位≤40运行人员不易触及部位≤651)1)对温升超过40K部位应作出明显的高温标记，以防维修人员接触，并应保证不损害周围的绝缘材料和密封材料。5.2.10GIS配电装置所有外壳应按GB150标准进行设计。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，6/365.3GIS配电装置与相关设备的连接5.3.1GIS配电装置与相关设备的连接，包括与变压器、电抗器、电缆和架空线的连接，选用何种连接方式应根据工程的电气设备总体布置、技术经济合理、安装维修方便、减少施工干扰等诸方面综合比较后确定。5.3.2GIS配电装置与变压器、电抗器的连接。5.3.2.1GIS和变压器、电抗器各自具有独立的特性和功能，两者间的连接装置必须不损坏各自的特性和功能。5.3.2.2根据水力发电厂布置的特点，GIS配电装置与变压器、电抗器的连接一般采用SF管线与油／气套6管的连接方式。5.3.2.3油／气套管必须具有以下功能：1为了防止两种不同绝缘介质相互渗透，必须具有密封良好的分隔装置，该装置应能承受各种工况下(含一侧抽真空)两种介质压力不同而产生的最大压力差。2为了防止GIS外壳的感应电流通过SF管线传递到变压器的外壳，在外壳连接部位必须设置绝缘元件6加以隔离，绝缘元件应能承受SF管线上出现的最大感应电压，并应能承受2kV工频电压1min。绝缘元件的6两侧宜装设氧化锌限压器。3油／气套管与导电回路的连接应接触良好，在额定工况下，其温升应符合有关标准的要求，且便于安装、维修时的拆卸。5.3.2.4SF管线：61SF管线与油／气套管的连接处，应设置可拆卸断口，断口间距应能承受各种试验电压。62在拆卸断口附近的SF管线上宜设置单独隔室。63SF管线的结构设计必须能承受由于设备制造误差、安装误差、土建误差、温度变化产生的伸缩以6及变压器、电抗器振动等产生的误差量，应采取加装伸缩节等措施。4当配有备用变压器时，应考虑具有互换性要求。5与变压器、电抗器连接，应考虑变压器、电抗器未装SF管线时的隔离封堵措施。65.3.3GIS配电装置与电缆的连接。5.3.3.1GIS配电装置与电缆的连接应设过渡连接装置。5.3.3.2过渡连接装置应符合下列原则：1过渡连接装置必须具有防止两种不同绝缘介质相互渗透的密封装置，并应能承受在各种工况下由于两种绝缘介质产生的压力不同所造成的最大压力差。2为了现场调试、安装、检修的方便，应设置可拆卸的隔离断口，隔离断口应能承受各种试验电压。3为防止感应电压、电流相互影响，GIS外壳与电缆的外皮间应采用绝缘元件隔离，绝缘元件应能承受在各种运行工况下出现的最大感应电压。4过渡连接装置在GIS侧应有专门的气体隔室，以利电缆终端的安装和检修。5.3.4GIS配电装置与架空线连接。5.3.4.1GIS经SF管线和SF／空气套管分相引出与架空线连接。665.3.4.2SF／空气套管的绝缘水平、爬电比距、承受拉力以及接线端子等要求应符合有关标准的规定。当6使用在超高压时，应特别注意对电晕和无线电干扰水平的要求。5.3.4.3SF／空气套管宜用单独的支架。支架的设计应方便安装检修，并应进行电气距离的校核。65.3.5当GIS、变压器、电抗器、电缆等不属于同一制造厂供货时，应重视GIS与变压器、电抗器、电缆等连接部位的协调。5.4内部故障的防护内部故障的防护应采取下列工程技术措施：file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，7/361合理设置隔室，缩小内部故障的范围。2采用快速继电保护装置。3每个隔室应装设吸附剂、补气逆止阀、密度继电器。4外壳的设计应具有短时承受短路电流的能力，外壳承受短路电流烧穿时间应符合GB7674的要求。5当外壳的强度未按最大压力升高值设计时，每个隔室内应设置一个有导向装置的压力释放装置。压力释放装置动作气体逸出时，不应危及现场运行的安全。6开关设备应配备正确可靠的联锁装置。7故障预诊断监测装置。5.5GIS内的快速瞬变过电压应重视GIS配电装置由于隔离开关操作产生的快速瞬变过电压(V.F.T.O)对变压器带来的不利影响，设计上对于GIS连接的变压器采取相应的适当措施。5.6接地开关的配置5.6.1为了保证安全，在间隔检修期间，该间隔内的电气主回路元件均应接地。在检修期间，当外壳打开后，应能将主回路连接到接地极。5.6.2接地开关配置原则：1凡与GIS配电装置连接并需单独检修的电气设备，如主变压器等。2凡断开主电气回路的电器元件两侧，如断路器等。3每一组母线及母线上的设备，如电压互感器、避雷器等。5.6.3接地开关型式选择：1如不能预先确定回路不带电，应采用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。一般用于出线回路的线路侧和母线接地开关。2如能预先确定回路不带电，可采用不具有关合能力或耐受关合能力低于额定动稳定电流的接地开关。5.6.4快速接地开关应具有一定切合电磁感应和静电感应电流的能力，并根据线路长短及与相邻带电线路耦合强弱，选择合理的数值。5.6.5部分或全部接地开关的接地端子应有与地电位绝缘的措施，以利于GIS的有关试验和测量。5.7避雷器配置避雷器的配置宜首先采用与架空线连接的出口处装设敞开式避雷器。经雷电侵入波过电压计算不能满足保护要求时再配置SF气体绝缘避雷器。65.8操作控制电源5.8.1操作控制电源可采用直流，也可采用交流，但必须有两个独立的电源供电，自动切换、互为备用。5.8.2操动机构电动机的驱动电源一般为交流三相0.4kV。5.8.3控制电源应用直流220V或110V。电压的变幅范围为＋10%～－20%。断路器控制回路在下列电压变化范围内应正常工作：合闸线圈电压变化范围为80%～110%；分闸线圈电压变化范围为65%～110%。5.8.4用220V直流控制电源时，断路器的每个分、合闸线圈电流应小于2.5A，用110V直流控制电源时，每个分、合闸线圈电流应小于5A。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，8/365.9信号5.9.1下列信号除在汇控柜集中显示外，还应引至中控室。1断路器、隔离开关、接地开关等位置信号。2液压(气动)机构高、低油(气)压报警、闭锁或低油(气)压的跳闸等信号。3每个隔室SF气体压力升高和降低的报警信号。65.9.2GIS室空气中SF气体含量超过标准的报警信号是否引至中控室，根据各工程的具体情况而定。65.10操动机构和辅助回路的防护操动机构和辅助回路要求防护时，防护等级按表5.10选取。对户外使用条件的防护等级应紧接在IP之后加字母W表示。表5.10防止外部硬物进入并防止接近带电或运动部分的防护等级等级定义IP2X对直径大于12mm的硬物、手指或长度不超过80mm的类似物体的保护IP3X对直径或厚度大于2.5mm的工具、导线等以及直径超过2.5mm的硬物的保护IP4X对直径或厚度大于1.0mm的导线或带，以及直径超过1.0mm的硬物的保护IP5X防尘：虽不能完全防止灰尘进入，但灰尘不影响设备的满意运行5.11SF气体65.11.1新的SF气体质量标准、保管、运行检测等要求应符合GB8905的规定。65.11.2GIS外壳和隔板应有高度的密封性能，GIS配电装置的每个隔室允许的年漏气率应不大于1%。6GIS配电装置的选型6.1GIS配电装置选用的工程条件6.1.1GIS配电装置的选用应结合当地的环境条件、地形地貌、枢纽总体布置、进出线方式及设备的制造情况，通过技术经济比较，择优选取。6.1.2下列工程条件宜选用GIS配电装置。1地下洞室内设置的配电装置。2地处深山峡谷，土石方开挖工程量大的配电装置。3使用条件恶劣，如严重的水泥雾区、重冰雹频繁地区、重污秽地区、高烈度的地震区等。6.1.3二级以上的污秽区、使用条件恶劣和场地受限制的地区，宜采用户内式GIS配电装置；在使用条件允许，又能采用架空进、出线的地区，宜采用户外式GIS或混合式GIS配电装置。6.2断路器型式的选择6.2.1断路器按其结构分为立式和卧式两种布置型式，结合配电装置场地、土建结构、进出线方式、设备的运输安装条件及供货厂的制造经验等因素，综合比较后确定。6.2.2断路器灭弧方式宜采用单压式。6.2.3对标称电压330kV及以上的断路器，变压器侧不装设合闸电阻，线路侧是否装设合闸电阻，应根据输电线路的长短、运行方式和过电压保护措施等诸因素综合比较而定。6.3母线型式的选择file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，9/36母线按其结构可分为单相式和三相共筒式两种。选用时应根据制造厂制造水平、运行经验、场地大小、母线发生三相故障后对电力系统的影响程度以及对GIS配电装置总体结构布置的影响等方面进行综合比较确定。一般情况：1标称电压110kVGIS宜采用三相共筒母线。2标称电压220kVGIS可采用三相共筒或单相母线。3标称电压330kV及以上GIS宜采用单相母线。6.4其他6.4.1隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等元件的选型和组合，应根据制造厂的特点，并结合主接线、GIS的总体布置全面考虑。6.4.2对分期建设和扩建工程设备的型式宜与已运行设备相一致，并应考虑扩建的方便。6.4.3断路器、隔离开关、接地开关应有可靠和方便巡视的分、合闸位置指示装置。7布置7.1配电装置室位置的选择7.1.1配电装置室位置应根据枢纽布置的特点、便于进出线、缩短连接距离和减少SF管线弯头，并应充分6利用水工建筑物以减少土建工程量等原则经比选后确定。7.1.2对有架空进出线的GIS配电装置室的位置宜避开水泥雾区，对难以避开水泥雾区的GIS配电装置，应加大绝缘套管爬电比距。7.1.3当变压器布置在厂坝间或尾水平台时，宜将GIS室毗邻于变压器或与变压器叠层布置。7.2间隔尺寸7.2.1GIS间隔宽度、高度应根据GIS的型式、主变压器布置、进出线方式、安装检修所必须的空间等因素确定。7.2.2同一间隔内的GIS配电装置，应避免设备跨土建结构缝布置。7.3场地和通道7.3.1GIS布置时，必须考虑其安装、检修、起吊、运行巡视、现场试验以及SF气体回收装置搬运所需的6空间和通道，并留有安装场地。7.3.2GIS两侧应设置安装检修和巡视的通道，主通道宜靠近断路器侧，宽度应为2～3.5m；另一侧通道宜不小于1.2m，特殊情况可适当缩小。7.3.3必须校验最大运输单元在安装检修时所需的起吊搬运空间。7.3.4GIS配电装置需经常操作、维护的部位离地面较高时，宜设置活动或固定平台。7.4GIS的相序GIS配电装置各间隔回路的相序排列应一致。对设备和母线应有明显的相序标志。7.5汇控柜及SF／空气套管的布置6file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，10/367.5.1每个间隔宜设一个汇控柜，汇控柜可布置在靠断路器主通道的靠墙侧，也可与断路器并列布置，但每个间隔的汇控柜与对应断路器、电压互感器的相对位置宜保持一致。7.5.2对标称电压220kV及以上电压等级的SF／空气套管不应水平布置。67.6隔室划分和隔室附件的配置7.6.1GIS配电装置必须划分成若干隔室，隔室划分应符合下列原则：1当间隔元件设备检修时，不应影响未检修间隔的正常运行。2应将内部故障限制在故障隔室内。3断路器应设置单独隔室。4主母线隔室划分应考虑气体回收装置的容量和分期安装的方便。5连接在母线上的设备，如电压互感器、避雷器等应分隔。6与GIS配电装置外连的设备，如进、出线等部位宜进行分隔。7.6.2密度继电器和补气逆止阀的装设位置必须考虑日常维护方便；吸附剂设置在隔室内，应考虑检修时更换的方便；压力释放装置的装设位置必须考虑其动作时，不危及运行人员的安全和非故障间隔的正常运行。7.7伸缩节的配置7.7.1为调节和吸收基础的不均匀沉陷、土建施工误差、设备制造误差、安装误差、补偿温度应力、地震力、断路器操作时的暂时变位以及变压器微振等方面产生的位移，应设置伸缩节。7.7.2伸缩节的配置应由制造厂依据工程具体情况和GIS配电装置结构的总体设计提出合理的配置方案，经工程设计单位确认。下列部位应装设伸缩节：1长母线。2母线过土建结构缝处。3GIS配电装置与变压器、电抗器的连接处。7.8GIS室的密封为防止SF气体泄漏后侵入其他运行房间，GIS室开的孔洞(包括电缆孔洞)，应设隔离密封装置。用作6进、出线的SF管线在穿越厂房屋面板、墙时，为防止雨水进入GIS室，应设置防雨水渗漏的密封装置，但6不应用混凝土封堵。7.9户外GIS配电装置的布置户外GIS配电装置应采用低式布置，并应考虑安装、维修设备时所用的起重设备的通道。7.10GIS配电装置的电缆布置7.10.1GIS配电装置所用的控制、信号和动力电缆，从安装调试、运行维护方便出发，宜以间隔为单位进行布置，并集中引至该间隔的汇控柜，由汇控柜再引接到中控室或其他部位。7.10.2间隔内的控制信号电缆和动力电缆应分别引至汇控柜，控制信号电缆应采用屏蔽电缆。7.10.3在进入汇控柜电缆的汇集处，宜将控制电缆和动力电缆分别汇集，从不同侧面进入汇控柜，在布置时需考虑安装维修的方便，满足电缆弯曲半径的要求。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，11/367.11基础GIS配电装置的设备支架与基础的连接方式分为固定式、调节式两种。宜采用调节式支架。7.12专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地的配置67.12.1户内、户外GIS配电装置有条件时宜设置专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地。67.12.2专用检修间应考虑拆卸断路器灭弧室更换触头的需要，一般应防尘并设置简易的空调和起吊设备。一些专用监测设备和一些对环境条件要求较高的备品备件可放在专用检修间内。7.12.3对规模大的工程可单独设置备品备件库，对一般的专用工器具和备品备件可存放在备品备件库内。7.12.4SF气体储存应放置在不靠热源，并具有良好通风的专用储存室内。67.13吊车7.13.1GIS室应设置起重设备，其容量应能满足起吊最大运输单元的要求。起重设备宜采用双速运行。7.13.2对大型或特大型GIS配电装置，吊车宜采用地面操作和控制台操作两种方式。8环境保护8.1GIS配电装置室环境保护GIS室内空气中SF气体含量应符合GB／T8905的有关要求，并宜采用表8.1的标准。6表8.1GIS室空气中SF气体含量6正常运行的GIS室空气中SF气体浓度≤1000μL／L(6g／m3)6短时运行的GIS室空气中SF气体浓度≤1250μL／L(7.5g／m3)6事故后通风2h，GIS室空气中SF气体浓度≤1000μL／L(6g／m3)68.2环境保护的措施8.2.1GIS室内应设置通风装置，宜沿地平面两侧布置进风口和排风口，进风口顶部距室内地坪不宜大于300mm，排风出口设置在易于扩散的通风处，不允许排入厂房。事故情况通风装置的设计应按2h排气使GIS室内空气中的SF气体含量小于1000μL／L。68.2.2应专门配置检测空气中SF气体浓度探测仪。该探测仪可固定在GIS室，也可采用移动式，视工程而6定。当空气中的SF浓度超过标准时，该装置应发出报警信号。68.3户外GIS配电装置环境保护对户外GIS配电装置的环境保护应注意与厂房或电缆廊道连接的电缆沟、孔、洞的封堵，避免泄漏的SF气体进入厂房或电缆廊道。69接地9.1一般规定file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，12/36为保证人身和设备的安全，GIS配电装置的主回路、辅助回路、设备构架以及所有金属部分均应接地。从安装检修需要出发，地网的设计应设置适当的临时接地点。接地点应有明显的标志。9.2GIS外壳感应电压GIS外壳产生感应电压、感应电流，导致GIS设备、构架发热，危及人身和设备安全。对外壳及构架上的感应电压和易接触部位的允许温升值见表9.2。外壳接地点的设置应经过感应电压计算，其值不应超过表9.2规定的允许值。表9.2GIS外壳及构架上允许的感应电压和温升值项目感应电压温升运行条件VK正常运行条件下≤24故障条件下≤100309.3GIS接地9.3.1GIS配电装置应设一条贯穿所有GIS间隔的接地母线，大型或特大型GIS配电装置应设环形接地母线，将GIS的接地线均引至接地母线。由接地母线再与接地网多点连接。9.3.2接地母线材质宜采用铜，并满足动热稳定的要求。9.4SF管母线和管线的接地69.4.1当SF管母线和管线为离相式，应采用全链式外壳并多点接地；当采用三相共筒时，可采用多点接地6或一点接地。9.4.2离相式SF管母线接地。69.4.2.1离相式SF管母线接地有两种方式：一是将母线与其支架绝缘，将SF管母线的接地线单独引至接66地母线；二是母线与支撑构架不绝缘一并接地。9.4.2.2采用母线与其支撑构架绝缘接地方式时，其支撑的绝缘垫块应承受2kV工频耐压1min，并有足够的支撑强度和耐高温老化性能。9.4.2.3离相式SF管母线外壳应设短接线，从短接线上引出与接地母线连接，母线构架应另行接地。69.4.2.4采用母线与其支撑构架一并接地方式时，为防止构架的金属横梁变成单相母线外壳短接线，在支架处应另设三相母线外壳短接线，从短接线上引出与接地母线连接，可与构架一并接地。9.4.3当采用SF管线作为进、出线连接时，在与相关设备连接的部位应设置接地点。当用单相SF管线66时，应设置三相外壳短接线，并在短接线上引出接地线接地。9.4.4离相式外壳的三相短接线的截面应能承受长期通过的最大感应电流，当SF管母线为铝制外壳时，其6短接线宜用铝排；为钢外壳时，其短接线宜用铜排。9.5接地线9.5.1接地线截面的选择应按通过接地线的最大短路电流进行选择。对标称电压220kV及以下的配电装置选用后备保护动作时间，对标称电压330kV及以上的超高压配电装置选用失灵保护动作时间进行热容量校验。9.5.2接地线材质可用铜排、铝排或扁钢。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，13/3610对土建的要求10.1户内GIS配电装置对土建的要求10.1.1GIS配电装置室需清洁干燥、有一定防尘要求。对GIS室的墙壁、地面、室顶、门、窗等要求如下：1宜采用水磨石地面。2室顶和墙面宜用涂料或油漆进行处理。3不应朝厂房内设置窗户。环境条件恶劣和污秽严重地区宜设置双层窗户，并采取防止雨、雪、小动物、风砂及污秽尘埃进入的措施。4门应为向外开的防火门，并装弹簧锁，严禁用门闩。相邻配电装置室之间如设置门时，应能向二个方向开启。10.1.2GIS配电装置室应有两个出口，当长度大于120m时，宜增添一个出口。配电装置室内通道应保证畅通无阻，不应兼做其他通道。10.1.3地下GIS配电装置室应考虑防潮措施，不允许地下水渗漏，必要时应采用防渗漏隔墙和防水顶棚。10.1.4GIS配电装置室土建误差应满足如下要求。1混凝土分缝线两侧产生的位移不超过：水平横向和纵向±10mm；垂直±5mm。2累积至GIS设备安装标称面的土建误差为：水平±8mm；垂直±8mm。3在100m长之内地平面的不平整度不应超过10mm。10.1.5GIS设计应考虑GIS室基础的不均匀沉陷，土建结构缝在GIS运行中会产生三个方向±10mm的位移。10.2户外GIS配电装置对土建的要求10.2.1GIS设备安装基础的地平面不平整度不应超过10mm。10.2.2GIS设备安装区的基础不均匀沉陷应控制在±10mm以内。10.2.3GIS配电装置除运输通道、基础用混凝土外，GIS设备区宜填筑粒径20mm～30mm的卵石碎石、草坪或混凝土，其他区域宜设置草坪，并进行必要的绿化。11专用工具和监测仪器的配置11.0.1GIS配电装置应配置各部件设备(包括母线、伸缩节、接头、绝缘隔板、断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器等)搬运、安装、检修、起吊所需的全套专用工具。11.0.2对于大型水电站的GIS配电装置，一般配置下列设备和专用监测仪器：1SF气体回收装置(含过滤设备)。62SF气体补气小车。63SF气体湿度检测仪。64SF气体泄漏检测仪。65SF气体探测仪。66SF气体分析仪。67断路器、隔离开关和快速接地开关分合闸速度测量装置。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，14/368泄漏电流测量仪(有避雷器的装置)。12现场试验12.1现场试验目的现场试验是检验GIS设备在运输、贮存过程中出现缺陷和安装质量好坏的有效手段，必须进行。12.2现场试验项目12.2.1GIS配电装置各元件和各隔室的现场试验项目，按DL／T618和GIS采购技术条件规定执行。GIS配电装置配合系统调试所做的一系列试验项目，均应在GIS采购技术条件中予以明确。12.2.2本规范主要是对GIS全部组装好并充SF气体到额定密度和有关元件调试完成后的整体现场耐压试6验，以及投产前必须进行的整体调试项目作些规定。12.3现场耐压试验12.3.1试验电压的波形。1工频耐压试验对检查导电介质污染比较敏感，且易于实施，现场必须进行。试验频率应限制在10Hz～300Hz范围内。2用操作冲击电压试验来检查存在的绝缘缺陷比较敏感，并且所用的试验设备较简单，在条件具备时进行。操作冲击波既可采用非周期性波，亦可采用振荡波，其达到峰值的时间采用150μs～1ms之间。3雷电冲击电压试验对检查异常的电场结构(如电极损坏)比较敏感，在条件具备时进行。雷电冲击电压波的波前时间可延长到不大于8μs，如果采用振荡形雷电冲击电压波，其波前时间可延长到不大于15μs。12.3.2耐压试验值。安装后现场耐压试验的试验电压值不低于如下要求。1在SF气体额定气压下，工频耐压为出厂试验耐压值的80%。62在SF气体额定气压下，操作冲击耐压试验为型式试验耐压值的80%。若无操作冲击试验电压值规定6时，进行现场操作冲击耐压试验，其值为型式试验时雷电冲击施加电压值的64%。3雷电冲击耐压试验为型式试验时施加电压值的80%。12.3.3试验电压的施加。1规定的试验电压应施加到每相导体与外壳之间，每次一相，其他相的导体应与接地外壳相连，试验电源可接到被试相任一方便部位。2从便于确定击穿放电的部分，限制击穿时的放电能量和试验电源的容性负载等出发，宜通过断路器和隔离开关的操作，将GIS配电装置分为几个部分进行耐压试验。在此情况下不进行试验的部件，由断路器或隔离开关将其与被试部分隔开并应接地。若怀疑断路器和隔离开关的断口在运输、安装过程中受到损坏或经过解体，则安装后应进行断口间的耐压试验。12.3.4试验判据。12.3.4.1若GIS每个部件均已耐受规定的试验电压而无击穿发生，则认为试验通过。12.3.4.2在耐压试验中发生击穿时，则应：1当固体绝缘发生了沿面放电，则应打开隔室，仔细检查绝缘的损坏情况，采取修复措施后，隔室应再一次进行规定的耐压试验。2如在SF气体中放电，允许重复试验，施加规定的试验电压，或者由制造厂和用户事先商定采用另6一试验电压值，如果重复试验再次失败，则需按(1)项的规定进行。12.3.5试验设备的布置。12.3.5.1试验设备尽可能布置在与GIS配电装置连接线最短处，场地应考虑试验设备的承重荷载、搬运方file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，15/36便及电气安全距离所需的空间。12.3.5.2GIS配电装置用SF／空气套管与架空线连接时，一般将试验设备布置在套管附近，可将SF／空66气套管作为连接点，由于场地条件的限制，与SF／空气套管直接连接有困难时，也可用第一档架空进(或6出)线作为连接点，此时必须校核试验设备所能承受的电容电流。12.3.5.3GIS配电装置与电缆引接线相连时，其耐压试验的连接点一般选择母线端部，并配有专用的试验套管。12.4检查与核实应检验下列内容：1装配符合设计、制造厂的图纸和说明书。2检查各种充气、充油管路，阀门及各连接部件的密封是否良好；阀门的开闭位置是否正确；管线的绝缘法兰与绝缘支架是否良好。3检查断路器、隔离开关及接地开关分、合闸指示器的指示是否正确。4检查各种压力表、油位计的指示值是否正确。5检查汇控柜上各种信号指示、控制开关的位置是否正确。6检查各类箱、门的关闭情况是否良好。7检查隔离开关、接地开关连杆的螺丝是否紧固，检查波纹管螺丝位置是否符合制造厂的技术要求。8检查所有接地是否可靠。附录A(提示的附录)本规范用词说明A1执行本规范条文时，要求严格程度的用词，说明如下，以便在执行中区别对待。A1.1表示很严格，非这样作不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。A1.2表示严格，在正常情况下均应这样作的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。A1.3表示稍有选择，在条件许可时首先应这样作的用词：正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。A2条文中必须按指定的标准、规范或其他有关规定执行的写法为“应按……执行”或“应符合……要求”。非必须按所指的标准、规范或其他规定执行的写法为“可参照执行”。中华人民共和国电力行业标准PDL／T5139－2001file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，16/36水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范条文说明主编单位：国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会目次1范围3总则5一般要求5.1使用条件5.2设备参数选择5.3GIS配电装置与相关设备的连接5.4内部故障的防护5.5GIS内的快速瞬变过电压5.6接地开关的配置5.7避雷器的配置5.8操作控制电源5.9信号5.10操动机构和辅助回路的防护5.11SF气体66GIS配电装置的选型6.1GIS配电装置选用的工程条件6.2断路器型式的选择6.3母线型式的选择6.4其他7布置7.1配电装置室位置的选择7.2间隔尺寸7.3场地和通道7.4GIS配电装置的相序7.5汇控柜及SF／空气套管的布置67.6隔室划分和隔室附件的配置7.7伸缩节的配置7.8GIS室的密封7.9户外GIS配电装置的布置7.10GIS配电装置的电缆布置7.11基础7.12专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地的配置67.13吊车8环境保护8.1GIS配电装置室的环境保护file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，17/368.2环境保护的措施8.3户外GIS配电装置环境保护9接地9.1一般规定9.2GIS外壳感应电压9.3GIS接地9.4SF管母线和管线的接地69.5接地线10对土建的要求11专用工具和监测仪器的配置12现场试验1范围GIS配电装置的特点是占地面积和空间尺寸小、运行可靠性高，但目前设备造价相对较高，在较低的电压等级范围内使用不很经济，另外目前我国35kV户内配电装置多采用比GIS更为经济的成套开关柜，且占地面积不大。但高压电器的发展趋势要求是小型、轻量、长寿命、免维护、不燃和维修省力。这样推广额定电压从1kV到超高压范围的充气绝缘技术，包括研制有高压还有中压(3.2kV～35kV)全封闭型的成套配电装置是研制的方向；63kV电压只有东北地区有，低于110kV电压目前国内未有应用GIS的工程实践经验。110kV～500kV则在场地受到限制的水电站应用较多，如丹江口、乌江渡、东江、龙羊峡、安康、隔河岩、白山、万安、鲁布革、天生桥二级、岩滩、漫湾、东风、五强溪、广州抽水蓄能、天生桥一级、二滩、天荒坪、大朝山电站等等均使用GIS配电装置，故将使用标称电压规定为110kV～500kV符合国情。3总则根据国家基本建设委员会(80)建发设字第8号文《工程建设标准规范管理办法》第三条的有关规定，配电装置设计必须认真贯彻国家的基本建设方针，充分体现社会主义的技术经济政策。5一般要求5.1使用条件5.1.1由于使用条件不同，GIS配电装置分户内型和户外型。根据工程的具体情况，GIS配电装置全部采用户内或户外型时，可按户内或户外的使用条件选定；当GIS配电装置部分采用户内型和户外型时，如开关元件、保护元件及母线等设备布置在户内，与变压器、电抗器或架空出线连接的进、出线管线布置在户外时，则应分别按户内和户外的使用条件选定。5.1.2引用GB7674户内设备贮存应有防雨措施，并允许在-35℃贮运。根据我国地震局对我国往年的地震实测记录和地震模拟试验，我国的地震波形为正弦共振拍波，与以往引用日本方式即正弦共振3周波不同，我国已按正弦共振拍波的地震波形，对高压开关设备抗地震性能试验编制了国家标准，即GB／T13540，此标准已对地震烈度、加速度、考核波形及使用条件作出明确的规定。对考核波形该标准给出两种方法：一是人工合成地震波：二是正弦共振拍波。由于前者试验条件复杂，故推荐采用正弦共振拍波试验法。5.1.3引用GB7674对有关问题说明如下。1日辐射对户外GIS配电装置的影响。日辐射对户外高压配电装置中导体载流时的影响，我国于70年代末在制订500kV电气设备条件时，总结国内敞开式配电装置的运行经验，特别是户外隔离开关在没有达到额定电流的情况下出现了触头熔焊现象。经分析认为与日辐射有关，为解决此问题，受原水电部和机械file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，18/36部委托，80年代初长江委(原长江流域规划办公室)和西安高压电器研究所进行了3年的户外现场试验，在南京燕子矶和葛洲坝二江220kV开关站进行了真型实测试验，试品除电器设备外，还有铝管母线及不同颜色的铝排。结果表明，日辐射对导体和电设备产生的附加温升不可忽略，对在0.1W／cm2的日辐射强度下，日辐射对电气设备产生的附加温升在15℃～20℃，铝管母线更为严重。关于日辐射的几个问题如下：一是，我国太阳辐射强度分级及各地辐射强度。《电机工程手册第6篇电工产品环境技术》对我国最大太阳辐射强度分级，见表5.1.3-1，我国各地辐射强度见表5.1.3-2。表5.1.3-1最大太阳辐射强度分级辐射强度级别说明W／cm2Ⅰ0.1在一般地区和湿热带Ⅱ0.112在干热带及3000m以下高原地区Ⅲ0.125在3000～5000m高原地区注：1cal／cm2·min=0.0697W／cm2。0.1W／cm2=1.43472cal／cm2·min表5.1.3-2各地日辐射强度cal／cm2·min夏季最全年最夏季最全年最夏季最全年最地点地点地点大平均大平均大平均大平均大平均大平均佳木斯1.35喀什1.36民勤1．35黑河1.37和田1.25兰州1．32哈尔滨1.30拉萨1.481.64哈密1．41长春1.28重庆1.19敦煌1．40沈阳1.251.43贵阳1.28格尔木1．44北京1.391.42桂林1.25阿勒泰1．33济南1.41河口1.28昌都1．45合肥1.33武汉1.22屯冲1．32南京1.24宜昌1.19成都1．20上海1.25南昌1.29菇关羌1．30杭州1.19大连1.39长沙1．22福州1.24太原1.35南宁1．24乌鲁木齐1.36郑州1.23赣州1．26吐鲁番1.401.49扎萨克1.43海口1．24库车1.34西安1.20广州1．201．39二是，国内外考虑日辐射的现况。日本就日辐射对GIS载流量的影响也作了研究，日辐射对外壳附加温升为10～15℃左右，对导体附加温升在此值以下。国外有关制造厂考虑日辐射对户外GIS载流量的影响，根据多年的研究及制造、运行经验，日辐射对户外GIS的附加温升计算公式约为：Δt＝0.39K式中：P——太阳日辐射强度，W／m2；α——不同颜色的吸收系数，灰色取0.8，白色取0.37；file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，19/36K——国际标准取0.8。日辐射对低压电器载流量的影响，广州电器科学研究所进行了长期的实测，认为附加温升为10℃～15℃。三是，日辐射对电气设备载流量的影响。当风速为0.5m／s、日辐射为0.1W／cm2时，LGJ-10型小截面导线的日辐射温升为7.0℃，LGJ-240型导线的日辐射温升为12.4℃，LGJQ-700型大截面导线的日辐射温升为15℃。查日本JEC-165(1964)型隔离开关温升试验，其考虑连接导线由日辐射造成温升为10℃。日辐射温升与导体直径有关，常用软导线的日辐射温升约10℃～15℃。日辐射对管形导体的影响，当风速为0.5m／s、日辐射为0.1W／cm2时，D40／d35型铝合金管的日辐射附加温升为12℃，D130／d116型铝合金管的日辐射附加温升为18℃。铝锰合金管母线D100／d90在周围空气温度为25℃，最高允许温度为70℃，不考虑日辐射时的允许载流量为2350A；考虑日辐射0.1W／cm2及相应风速0.5m／s，最高允许温度提高到80℃时，允许载流量为2054A，与70℃不考虑日辐射相比，减少12.6%。通过葛洲坝D80／d70型铝管母线的实测与理论计算，发现二者差异较大，二者相差20%～35%。详见表5.1.3-3。表5.1.3-3实通电流与理论计算电流的比较8月27日8月28日9月3日项目13点13点13点实日辐射强度cal／cm2·min0.9840.8421.029测风速m／s0.640.650.75值实测温度℃59.863.46506实通电流A960960960理论计算电流A115112951255新修订的IEC694—90修订稿《高压开关设备和控制设备标准的共用条款》已明确指出“阳光辐射水平达到1000W／m2(晴天的中午)应予考虑。”并注明，为了使温升不超过规定值，在一定的阳光辐射条件下，可能需要采取适当措施，如加屋顶、强迫通风等，或可降低负荷使用。户外GIS设备应考虑日辐射附加温升对其载流量的影响，但要结合工程规划及其在电力系统中的运行方式。既要考虑安全运行，又要考虑设备造价，使其二者取得最佳效益。2对于与架空线相连接的SF／空气套管，在选择泄漏比距时，除应符合GB／T5582标准规定外，还6应考虑坝区泄洪时水泥雾的影响，并对瓷群结构提出要求。5.2设备参数选择5.2.1由于GIS具有运行可靠性高、使用寿命长、检修周期长、造价较高、积木式结构布置紧凑等特点，故一旦内部故障，更换元件及大修比常规电器困难，检修时间要长。因而在设计中对远景规划的适应性应比常规电器更注意。5.2.2多年极值平均值为一年所测最高(或最低)温度的多年平均值。GB／T11804《电工电子产品环境条件术语》规定：月平均相对湿度为一个月内平均相对湿度的月平均值。多年最湿月份的月平均最大相对湿度的平均值为每年最湿月份内每日最大相对湿度的月平均的多年平均值。1984年国家标准局会同有关部门制定了国家标准GB4797.1《电工电子产品自然界的环境条件：温度和湿度》，该标准将我国气候按温度和湿度的年极值的平均值分为六种类型，见表5.2.2。从表上可知我国已不再采用波尔标准而采用IEC标准作为新的工业气候分类方法。新的分类方法将原来JB830划为“湿热带”的长江以南大陆地区改称为“亚湿热带”。湿热带仅包括广东省的雷州半岛、云南省的西双版纳地区、台file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，20/36湾省南端及海南省等地。表5.2.2按年极值划分的各种气候类型温度和湿度的年极值气候类型低温高温相对湿度大于等于最大绝对湿度℃℃95%时最高温度℃g/m3寒冷－50352018寒温Ⅰ－33372321寒温Ⅱ－33311211暖温－20382626干热－22402727亚湿热－10402727湿热5402828据调查，在我国湿热带地区如海南岛，采用普通高压电器产品问题较多(因产品受潮、长霉、虫害、锈蚀严重等引起的故障较多)，今后应采用湿热带型高压电器。亚湿热带地区(包括贵州、湖南、湖北、江西、福建、浙江、广东、广西、安徽和江苏中南部、四川和云南东部以及台湾中北部)建国40年来全都使用普通高压电器产品。经过上述地区的调查，在外绝缘和发热方面未出过重大问题。其中，“湿”与“热”相对较重的两个地区，高压电器运行中主要问题是由于密封不良引起进水和受潮，以及外表锈蚀和虫害等。这些问题可以在普通产品上加强质量管理及相应的措施处理。因此，应允许亚热带地区采用普通高压电器，但应根据当地运行经验加强防潮、防水、防锈、防霉及防虫害等措施。5.2.3GIS配电装置是用SF气体作为绝缘介质，一旦液化，GIS配电装置的绝缘性能将遭到破坏。而SF气66体与其他气体相比，液化温度较高，且其液化温度与SF气体的使用气压有关，随着气压增大其液化温度6随着提高，如气压为0.5MPa时，在－38℃～－39℃开始液化，气压增至0.6MPa时，则在－32℃～－33℃开始液化。另外，所采用的仪表、继电器等辅助设备，周围空气温度一旦低于其正常运行的最低温度时，影响运行的可靠性。故当周围空气温度低于GIS配电装置设备、仪表和继电器的允许温度时，应装设加热器或采取其他保温设施。5.2.4GIS配电装置本体的安装高度一般为落地布置，但由于各工程的具体情况千差万别，其安装地点高于地平面10m是可能出现的，从GIS安全运行出发，采用了SDJ5—85《高压配电装置设计技术规程》中的标准。5.2.5见5.1.2。5.2.6按GB156和GB／T762的标准，选择电压、电流时应按表5.2.6-1和5.2.6-2中优先选取。表5.2.6-1标称电压和设备最高电压kV标称电压(有效值)110220330363额定电压(有效值)126252363550表5.2.6-2额定电流值A1000125020002500315040005000630080005.2.7GIS配电装置的绝缘水平对设备安全运行和设备造价是重要影响因素之一。GB7674、GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》及DL／T405《进口220～500kV高压断路器和隔离开关技术条件》所要求的设file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，21/36备纵绝缘水平比IEC标准要求严格，见表5.2.7，其制造厂要满足国标绝缘水平，设备造价将增加15%。表5.2.7有关国标及IEC标准kV项目国标500kVIEC500kV隔离断口间隔离断口间雷电冲击耐压1.2／50μs1550＋3151550＋315(peak)1050＋(315～450)1）操作冲击耐压250／2500μs1050＋450900＋450(peak)工频1min耐压(有效值)7907801)括号内数据为GB311.1的规定值。因此在选用绝缘水平时，应结合各工程的实际，并权衡过电压和各种保护装置、设备造价、维修费用以及故障损失等因素，进行科学合理的绝缘配合，力求取得最好的综合经济效益。5.2.8在考虑电力系统远景发展规划时，SDJ5—85《高压配电装置设计规程》为工程建成后的5～10年；SDJ161—85规定，系统设计应按远景水平年计算短路电流，选择新增断路器时应按设备投运后10年左右的系统发展计算。考虑到GIS无明显过载能力，改建困难，且水电站特别是大型、特大型水电站建设周期长，为适应电力系统的发展，将电力系统远景发展规划提高到本工程全部投产后的10～15年较为合适。发电厂的GIS，一般距发电机、变压器较近，由于发电机、变压器电感量大，电阻小，时间常数很大，远远大于系统的时间常数，为此在计算短路电流时应计算短路处的时间常数。现行国标和IEC标准采用的直流分量曲线时间常数都取45ms，IEC标准近期正在修订60ms、90ms以及更大时间常数的直流分量曲线，工程设计对此必须引起重视。5.2.9引用GB7674。5.2.10正常运行时，GIS设备中充有0.2MPa～0.7MPa的SF气体，其中断路器一般为0.4MPa～0.7MPa，其6他设备0.2MPa～0.5MPa。在内部故障电弧燃烧时，气压会升高。按照我国劳动部劳锅字(1990)8号文1991年1月1日正式颁发施行的《压力容器安全技术监察规程》第3条规定：①最高工作压力大于等于0.1MPa；②内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于0.15m，且容积(V)大于等于0.025m3；③介质为气体、液体或工作温度高于等于标准沸点的液体，还包括所用的安全附件，均属压力容器范围。1985年原劳动人事部锅炉压力容器安全监察局曾发函原水电建设总局，明确指出SF全封闭组合电器壳体应按《压力容器安全6技术监察规程》有关规定设计。可归属于一类或二类容器设计。GB7674和IEC517《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》均指出外壳设计不论焊接或铸造的外壳，它的厚度和结构的计算方法可按压力容器设计规定选择。对铸造外壳的破坏压力应为设计压力的3.5倍；对焊接外壳的破坏压力应为设计压力的2.3倍。5.3GIS配电装置与相关设备的连接5.3.1本条指出GIS与相关设备连接的主要方式和选择连接方式的基本原则。由于总体布置的不同，GIS与相关设备的连接通常有以下三种方式：1GIS与相关设备用架空线连接。这种情况一般是GIS与相关设备均布置在地面并距离较远，两者之间有连接的架空线走廊。这种连接比较节省，设备布置和连接直观，维护也较方便。有条件时应优先采用。2当GIS与相关设备毗邻布置或上下重叠布置时，距离较近，大多采用SF管线直接连接。此种连接方6式所占空间尺寸小，设备布置较紧凑，运行维护方便。3当GIS布置在地下洞式或虽布置在地面，但与相关设备布置有一定距离，如用架空线连接，其走廊十分困难，传输功率也不大，此时可采用电缆连接。在选用此方案时，除要考虑电缆运行的可靠性外，还应特别注意电缆的防火，一般应用阻燃电缆。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，22/365.3.2GIS配电装置与变压器、电抗器的连接。5.3.2.1本条是对GIS与变压器、电抗器连接元件提出的原则要求。其主要内容是连接元件密封性能应满足相应的要求，使被连接两种设备的绝缘介质不应相互渗漏，彼此不能相互影响设备的安全运行。同时要求连接件的使用材质性能稳定，能耐受所连设备绝缘介质的腐蚀和分解。5.3.2.2根据对我国已建水电站的布置方式调查表明，升压变压器与GIS配电装置室，一般采用毗邻布置或叠式布置方式，因此GIS配电装置与变压器连接推荐采用SF管线与变压器油／气套管连接。65.3.2.3本条主要是对油／气套管功能要求。套管除应具有良好的密封性能外，在机械强度上还应能承受套管两侧不同绝缘介质在各种可能的运行条件下产生的最大压差，如一侧发生故障压力升高，另一侧处于抽真空状态。在正常运行时，GIS外壳中会长期产生一定的感应电流(约为导体的80%～90%)，如果让这一电流通过SF管线外壳传递到变压器外壳上，将会导致变压器外壳局部过热，影响变压器的安全运行，故应在连接6部位加绝缘隔层。在工程应用上一般是在油／气套管法兰处加绝缘垫来满足这一要求。并要求在此装设ZnO限压器以释放运行中产生的感应过电压。5.3.2.4SF管线61GIS与变压器在试验项目、试验方法和试验电压等方面均有各自的要求，为使各设备的试验互不影响，需要在导体上有一个断口来隔断电的通路。断口间距应能承受设备的各种试验电压。2GIS与变压器试验时，需要打开断口处的隔室，拆卸断口导体，在试验完成后又需装上断口所拆下的导体。在断口导体拆、装过程中，均需要回收和充填SF气体。设置断口单独隔室，可减少试验时气体6回收和填充的工作量。可拆卸断口的隔室与相邻的隔室在运行状态下，应是互相连通的，减少不必要的隔室有利于安全运行。气路导通的方式有：一是在此处的绝缘隔板上加装一个可在外面操作的关闭导通阀；二是在两个隔室上引接一个带有可开、闭阀的旁通气管。这样在运行中打开气路与相邻气隔连通，在拆卸时关闭气路，与相邻气隔隔离。这两种方式都可行，视制造厂的具体情况而定。3设备的制造误差(包括GIS和变压器、电抗器)、土建误差、安装误差、温度变化产生的伸缩以及变压器在运行中产生的振动等因素是客观存在的，工程设计必须重视和处理好这些相关因素，以保证设备的安全运行。故在GIS设计中，导体的某些部位应采用梅花触头，用插接式连接；在外壳的一定位置设置波纹管式伸缩节来调整这些误差、释放安装和温度变化及变压器振动所产生的内应力和位移。4采用单相变压器和台数比较多的三相变压器的大型、特大型水电站，一般配备备用变压器。当运行中任意一台变压器事故损坏时，用备用变压器来代替。为了减少备用变压器安装工作量，缩短停电时间，使SF管线与每台变压器连接元件应具有互换性。65大型、特大型水电站有多台主变压器、电抗器，不可能与GIS配电装置同步安装调试完毕，由于GIS配电装置自身的结构特点，其安装一般优先于变压器、电抗器完成，因此，将出现GIS配电装置与未装变压器、电抗器的连接处要采取一定封堵措施问题，以满足已安装调试部位投入安全运行和适应与主变压器、电抗器不同步安装的要求。5.3.3GIS配电装置与电缆的连接。GIS配电装置与电缆的连接，多用于水电站地下式厂房，高压、超高压电力电缆从提高运行的可靠性，减少安装工作量和有利消防等因素出发，视国内外的生产情况，宜优先采用阻燃型交联聚氯乙烯电力电缆。GIS配电装置与电缆的连接处所设置的连接装置应满足规定，其原因与5.3.2.3和5.3.2.4条相同。5.3.4GIS配电装置与架空线连接。5.3.4.1由于GIS配电装置间隔设备宽度较小，一般情况下GIS的最小间隔宽度约为：110kV三相共箱1.5m；220kV分相设备间隔宽度3.0m；330kV分相设备间隔宽度3.3m；500kV分相设备间隔宽度3.6m。而与架空出线连接的SF／空气套管的间隔宽度一般是：110kV约8m；220kV约13m；6330kV约20m；500kV为27～30m。因此GIS配电装置需要用SF6管线逐步扩大其相间距离，与SF／空气套6管相连接以满足上述要求。5.3.4.2SF／空气套管的绝缘水平、泄漏比距、机械荷载以及接线端子等均应满足敞开式配电装置的有关6规定。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，23/365.3.4.3SF／空气套管设单独支架主要是为便于套管的安装调整。在需要外壳与支架绝缘时也易于处理。65.3.5GIS与变压器、电抗器、电缆等的连接部位，是GIS配电装置设计的重要环节，特别是当GIS、变压器、电抗器、电缆等由不同制造厂供货时，应特别重视GIS与变压器、电抗器、电缆等连接部位的协调。在已往的工程中曾发生过因两个制造厂家的分工不明确、技术责任不清而造成在安装或运行中发生问题时，制造厂之间相互推脱责任。因此，在编写GIS招标文件或技术规范时，必须明确由一方(一般是GIS供货方)负责协调，工程设计单位参加。协调项目一般为：1明确连接部位各自的技术职责和供货范围。2SF管线与变压器、电缆的具体连接方式，如导体和外壳的连接，感应电流、电压的隔离方式、拆6卸断口、连接法兰尺寸和螺孔位置的校正以及其他需协调的问题。3吸收各种误差的措施。4防止两种介质相互渗透和漏气的措施。工程设计单位应根据1～4项的内容提出具体要求，以便在协调会上明确各制造厂的技术责任和供货范围。根据以往工程的经验，GIS与变压器、电抗器、电缆的连接，各供货商的分界线可参照图5.3.5-1和5.3.5-2。图5.3.5-1GIS与变压器供货分界示意图图5.3.5-2GIS与电缆供货分界示意图5.4内部故障的防护导致GIS内部故障的原因有：①由于密封装置不良引起SF气体泄漏，使SF气体的气压不能达到设计66要求，或是SF气体的含水量超过规定值，在气温降低时出现凝露，以上原因都将导致GIS的绝缘水平的下6降；②设备的制造、运输、安装以及检修未按规定的工艺程序进行，质量不高造成的设备缺陷；③GIS结file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，24/36构设计不合理，或土建未能达到设计要求。以上都可能导致GIS绝缘击穿闪络，造成内部短路事故，导致电弧使气隔内的压力迅速升高，严重者外壳烧穿或发生爆炸，使含有低分子结构氟化物有毒气体大量外溢，这种故障的几率虽然很小，但后果十分严重，故对GIS内部故障的防护必须引起高度的重视。1992年初对我国已投运8个水电站的110kV～330kV电压等级的GIS配电装置的事故进行了统计分析。统计到1992年5月底为止，8个水电站累积投运约294个间隔年，共发生大的故障15次，每个间隔年平均发生故障0.078次。从事故统计中可看出，不论是从外国公司进口的GIS配电装置，还是国产的GIS配电装置，都发生过严重故障。对事故的种类分析表明，设备制造缺陷引起的故障占80%，运行和安装不当引起的故障占13.3%，其他占6.7%。应指出的是设备制造缺陷已发生的故障有：盘式或三足绝缘子制造质量缺陷，变压器与GIS配电装置连接间的油／气套管制造不合格(属变压器故障范围)，杂质引起盘式绝缘子表面污染闪络等导致内部故障共发生6次；GIS配电装置的出线套管有裂缝，在运行中突然发生爆炸1次；发生高压油管漏油，使液压机械的压力迅速下降到零1次；内部接触不良引起放电1次，上述故障均被迫停电检修。由此可见，减少事故率，提高GIS配电装置运行的安全可靠性，关键是提高GIS配电装置的制造质量，其次是提高安装质量和运行水平。根据国内外科技水平、制造及工程的实践经验表明：对GIS内部故障可采用的防护措施可分为质量体系和工程防护技术两类，在设计中二者都应采用，不可偏废一面。在质量体系方面应重视做好下列工作：1根据各工程具体情况并严格遵照有关标准，编写好GIS配电装置的技术条件，总体结构设计合理。2加强对设备的监督制造，认真做好设备出厂和到现场的验收。3安装必须按制定的安装程序和工艺进行，严格现场试验和验收工作。此外，应按本条规定，做好以下7点工程防护技术措施。1隔室是一个完全密封的空间，绝缘隔板能承受相邻隔室的最大压力差，因此当发生故障电弧时，起弧的隔室可将电弧限制在该隔室内，从而限制并缩小了故障范围。根据GIS配电装置的主接线，在设计隔室设置时应考虑下列因素：①一个间隔内的断路器等设备检修时不能影响相邻间隔的正常运行；②将内部故障限制在一个间隔内；③宜控制在一个台班内，将一个隔室内的SF气体全部回收完毕。62快速切除故障是防止事故扩大的主要措施之一。3吸附剂、逆止阀和密度继电器的设置，主要是为了：①吸附隔室内SF气体中水分和分解气体，防6止含水量超过标准；②方便补气和防止补气阀在补气时漏气；③监测隔室中SF气体密度，当SF气体压力66下降时，它通过接点发出报警信号或强制跳闸，告知运行人员是否需要对隔室补气，以及发出闭锁信号。4当GIS发生内部短路故障时，在外壳没有烧穿前，快速保护应能切除故障，因此快速保护与外壳的烧穿时间必须进行很好的配合。烧穿时间与外壳的材质和故障电流的大小有关，经验公式如下。铝合金外壳烧穿时间：t＝87.4×δ1.77／I0.67碳素钢外壳烧穿时间：t＝δ4.3／I0.645式中：δ——外壳厚度，mm;I——短路电流，kA。根据外壳的厚度和短路电流为40kA～50kA的估算，铝合金外壳烧穿时间一般在200ms～600ms，碳素钢外壳烧穿时间一般在1000ms左右，采用快速继电保护在100ms内切除故障是可以做到的。因此在IEC517《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》和GB7674中，对外壳的厚度应在下述最小耐受时间内，外壳不烧穿作出了明确规定，电流等于或大于40kA,0.1s；电流小于40kA,0.2s。5设置防爆膜或其他压力释放装置，将内部故障隔室内压力升高控制在允许的压力范围内，不致引起外壳爆炸。发生严重事故时，通过防爆膜爆破或其他装置释放压力而减少事故的严重程度。6设置可靠的电气和机械联锁装置，可减少误操作而造成的事故。7应特别重视故障预诊断技术的使用，为在GIS不解体的情况下掌握设备内部状况和故障发生时能准确指出故障的部位创造了条件。目前国内外已在内部电晕放电、分解气体成分、异常声音、耐压特性、温升、断路器操作特性、壳体绝缘、SF气体密度和含水量、避雷器的泄漏电流、内部闪络等方面进行检6测，加强对上述检测数据的分析，可达到预防事故，提高GIS设备的可靠性或缩小事故范围的目的。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，25/365.5GIS内的快速瞬变过电压国际上，随着GIS在超高压输变电系统中越来越广泛的应用，在GIS内因隔离开关操作而产生的快速瞬变过电压V.F.T.O(VeryFastTransientOvervoltage)也曾对300kV及以上的各种电器设备造成一些事故，因而近几年来的国际大电网会议上，有关V.F.T.O的问题越来越引起大家的重视。我国大亚湾核电站由日本进口的三相900MVA／500kV的有载联络变压器，500kV侧和400kV侧皆直接与GIS连接，1992年6月进行空载调试时突然发生击穿短路、烧毁事故。结论是由于500kV侧GIS内隔离开关操作产生了V.F.T.O，加以变压器绕组绝缘设计上存在一些缺点，致使合闸瞬间在500kV绕组的第一段击穿、短路、烧毁。理论分析和试验表明，V.F.T.O主要是GIS内的隔离开关在合闸和操作时产生的，这是由于GIS的结构特点与开敞式配电装置相比，其电气性能有以下特点：①开关起弧和断弧的时间很短，仅5ns～10ns；②由于金属屏蔽尺寸减少，致使行波的折射、反射时间极短，频率极高，在兆赫兹范围内；③由于载流导体和金属蔽屏外壳同轴结构，导体的截面较大，电场比较均匀没有电晕损耗，故行波阻尼很小，可以维持兆赫兹范围内的高频振荡，衰减较慢。试验研究表明，当GIS中的隔离开关操作时，会产生多次重复，频率很高，波峰很陡，正负极性都有的V.F.T.O，其最大峰值可达2.4(p.u)，在电源电压的每一个频率周期内，将出现多次起弧、断弧，而每一次起弧和断弧就产生一次如图5.5所示的V.F.T.O振荡过程，时间一般在几十到几百微秒之间，可见每一次隔离开关操作中(一般操作过程为数秒)，可能出现成千上万次正负极性的V.F.T.O振荡过程。而每一次振荡过程又可分为高频和低频两个部分。高频部分是由于刚刚起弧时弧电阻近于零，电磁场在GIS内产生快速行波反射，频率极高，波头、波尾极陡。高频部分频率在1～10MHz，而陡升、陡降的时间在10ns～20ns。低频部分的频率则反映了GIS内母线的电感、电容以及电源变电压和套管的阻抗参数的谐振频率，此频率一般在0.2～2.0MHz之间。高频部分的峰值主要随起弧后弧电阻的增大而衰减，可维持几微秒，低频部分的峰值主要取决于与电源变压器相连接导体的电阻，一般可维持几十微秒。图5.5典型的V.F.T.O示波图注：输入电压635kV(有效值)，操作速度1.0m／s，扫描点距20ns／点。鉴于上述V.F.T.O的特性，将对变压器的绝缘产生不利影响。在变压器绕阻的首端数段内，由于电压的高度非线性分布，段间最大梯度百分数可在标准雷电冲击电压梯度百分数的3倍以上。按绝对数值来说，当V.F.T.O最大峰值为70%雷电冲击电压时，则端间梯度电压可达0.7×3＝2.1倍以上，即V.F.T.O的梯度电压可在标准雷电冲击梯度电压值的两倍以上，另外，V.F.T.O的低频部分将会引起绕组内部的谐振，在绕阻的某些部位会产生峰值很高，频率更高的谐振过电压，将危极变压器的绝缘。在工程设计时，应重视GIS配电装置内由于隔离开关操作产生的V.F.T.O对变压器带来的不利影响，在设计上要求变压器制造厂对与GIS连接的变压器采取适当措施(端部加强屏蔽及端部线圈适当加强绝缘)，运行中根据不同的主接线对操作程序应作慎重的规定。5.6接地开关的配置5.6.1指出配置安全接地开关的基本要求。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，26/365.6.2提出接地开关的一般配置原则和具体需要配置的部位。5.6.3接地开关型式选择。1线路侧和母线上的接地开关，由于两侧都有电源，当其误投入时，将通过断路器的额定关合电流。另一方面与出线相连接，尤其是同杆架设的架空线路，其电磁感应和静电感应电流较大，装于该处的接地开关必须具备切、合上述电流的能力。快速接地开关关合动作时间一般在0.1s左右。2此接地开关仅作安全检修用，不会产生通过断路器的额定关合电流情况。5.6.4快速接地开关电磁感应电流和静电感应电流是按以下定义的。1电磁感应电流。电磁感应电流是电感电流。当不带电的输电线一端接地，且通电流的带电线路与此接地线平行和接近，此时，在不带电输电线的另一端使线路接地或不接地的接地开关必须开合的电流是电磁感应电流。注1：两端接地的不带电线路中的感应电流取决于带电线路中的电流大小以及带电线路的耦合因数由杆塔上的线路布置来确定。注2：线路一端接地，该线路另一端打开的接地开关上的电感电压取决于带电线路中的电流大小以及对带电线路的耦合因数(耦合因数由杆塔上的线路布置确定)和与带电线路接近的那部分接地线路长度来确定。2静电感应电流。静电感应电流是容性电流。当不带电的输电线一端开路，且通电流的带电线路与接地线路平行和接近，此时，在不带电输电线的另一端使线路接地或不接地的接地开关必须开合的电流是静电感应电流。注1：一端接地的不带电线路中的电容电流取决于带电线路上的电压以及与带电线路的耦合因数，耦合因数由杆塔上的线路布置以及接地线路的接地端和开路端之间的长度来确定。注2：线路一端开路，该线路另一端打开的接地开关上的电容电压取决于带电线路上的电压以及与带电线路的耦合因数，耦合因数由杆塔上的线路布置来确定。快速接地开关切、合电磁感应和静电感应电流及其相应的感应电压，IEC1129《交流接地开关开合感应电流》分两类给出，见表5.6.4，选取时应结合工程的具体情况计算确定。表5.6.4快速接地开关额定感应电流和电压的标准值电磁感应静电感应额定额定感应电流额定感应电压额定感应电流额定感应电压电压A(有效值)kV(有效值)A(有效值)kV(有效值)kV类别类别类别类别ABABABAB126501000．560.4536252801601．4151.2510515363802002221.2518522525802002251.625825注1A类接地开关：弱耦合或比较短的并行线。B类接地开关：强耦合或比较长的并行线。2在某些情况下(接地的线路很长部分邻近带电线路；带电线路上有很大的负荷；带电线路的运行电压比接地线路的高……)，其感应电流可能高于表中的值。对于这类情况，额定值应由制造厂同用户协商确定。5.6.5接地开关的接地端子与地电位绝缘的目的是为了试验测量的方便。如主回路电阻的测量、主回路与地之间的绝缘电阻测量、动作特性试验、电缆故障点的测定等。其绝缘隔板的耐受电压水平一般为工频2kV，时间1min。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，27/365.7避雷器的配置对于GIS配电装置过电压保护均要配置避雷器，但由于SF气体绝缘避雷器价格约为敞开式避雷器的66～10倍，为此应首先考虑采用敞开式避雷器进行GIS及相关设备的保护，并通过诸多接线方案的雷电侵入波过电压计算来确定GIS配电装置是否配置SF气体绝缘避雷器以及配置的数量和布置的位置。65.8操作控制电源5.8.1操作控制电源是采用交流还是直流，应根据工程的实际情况选用。在此强调了必须有两个独立的供电电源，当一回电源失去后，另一回电源自动投入，以保证操作控制电源供电的可靠性。5.8.2本条引自GB1984《交流高压断路器》和GB1985《交流高压隔离器开关和接地开关》。5.8.3本条引自GB1984《交流高压断路器》。5.8.4根据工程实践表明，对分、合闸线圈的最大电流作了明确的规定，有利于控制电缆选择和电源的配置，降低工程造价。5.9信号5.9.1GIS配电装置除需监测各元件的运行状态外，还需监测每个隔室SF气体运行状态，为此需要将开关6的位置信号、操作机构的油(气)信号以及每个隔室的SF气体压力信号通过汇控柜后再引至中控室(或继电6保护盘室)。这些信号必须加强跟踪监测，提高GIS安全运行的可靠性。工程实践表明，GIS各元件引至汇控柜的信号一般由GIS制造商负责完成，从汇控柜至中控室的信号由建设单位负责。经汇控柜将信号汇总后，可采用多芯信号电缆引至中控室，大大减少控制电缆的根数。5.9.2GIS室SF气体含量是有标准要求的，现国内外均能生产有监测GIS室空气中的SF６气体含量的仪6器，当SF气体含量超过标准时，该仪器可发生声音报警，也可通过接点引至中控室。只要GIS设备质量6好，其漏气量是很小的，且在GIS室均都应设有通风排SF气体的装置，因此对该信号是否引至中控室不作6统一规定，视各工程的具体情况而定。5.10操动机构和辅助回路的防护为防止硬物进入或人体触及带电部位以及运动部分的防护等级，根据一般工程经验推荐选用IP4X，要求防护等级高的部位，可采用IP5X。本条引自IEC517《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》和GB7674。5.11SF气体65.11.1新的SF气体应符合GB8905的规定，由于SF气体制造工艺的程序，其中一些杂质在新气体中就已66经存在，因此新SF气体杂质及其允许含量应符合表5.11.1-1的质量标准。6表5.11.1-1新SF气体质量标准6指标名称指标空气(N＋O)≤0.05%m／m22四氟化硫(CF)≤0.05%m／m4湿度(水分HO)≤8μg／g2酸度(以HF计)≤0.3μg／gfile://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，28/36可解水氟化物(以HF计)≤10μg／g矿物油≤10μg／g纯度(SF)≥99.8%m／m6毒性生物试验无毒GIS配电装置SF气体中水分含量主要来源于：6(1)补充SF气体时，本身带有的水分。6(2)安装时进入的水分经抽真空残留在装置内和受使用条件影响而附着在四壁上的水分。(3)GIS配电装置元件在运行过程中析出的水分。(4)从密封垫中透过进入装置内的水分。GIS配电装置水分增加的主要原因是，析出的水分和透过密封缝进入的水分，其他水分含量可以在安装中加以控制，并使其做到尽量小。透过密封缝的水分除制造质量外，与安装水平也有密切的关系。SF气体中的水分对SF气体的绝缘强度影响并不大，但水分含量过高，一是将会在固体绝缘件表面上66产生凝露，影响绝缘件沿面绝缘性能；二是在电弧的作用下，生成更多的有害物(腐蚀和毒性)，影响其使用寿命。GB／T8905对其交接验收和运行允许值作了明确的规定，详见表5.11.1-2。表5.11.1-2GIS中SF气体的水分含量标准6隔室有电弧分解物的隔室无电弧分解物的隔室交接验收值≤150μL／L≤500μL／L运行允许值≤300μL／L≤1000μL／L5.11.2GIS配电装置漏气率较大，不仅使SF气体压力下降，而且使空气中的水分通过渗透进入装置影响6其绝缘性能，危及安全运行；还需要经常补气，增加维护工作量和费用，也影响到环境保护。表5.11.2给出了国内外有关标准及制造厂对GIS配电装置漏气率的规定。本规范规定对GIS配电装置的每个隔室允许的年漏气率应小于1%。表5.11.2国内外有关标准及制造厂对GIS漏气率的规定IEC517—90制造厂对各类隔室和整个装置规定允许的年或日的气体漏泄量和补气的时间间隔GB7674eqv.密封压力系统允许的相对年漏气率应不大于1%IEC517—90DL／T617密封压力系统允许的相对年漏气率应不大于1%IEEE一个隔室每年漏气率小于2%，变电所全系统每年漏气率小于1%HITACHI每个隔室年漏气率小于1%MITSUBISHIGIS设备年漏气率小于1%ABB每个隔室年漏气率小于1%SIEMENS每个隔室年漏气率小于1%GEC-ALSTHOM每个运输单元的年漏气率不大于1%6GIS配电装置的选型6.1GIS配电装置选用的工程条件file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，29/36本条指出了在水电站工程中选用GIS配电装置的一般原则和基本要求，并给出了优先选用GIS配电装置的条件。6.2断路器型式的选择本条根据目前国内、外科技和制造水平，指出了选用断路器的结构形式和灭弧方式。对330kV及以上电压等级的线路侧断路器是否装设合闸电阻，与输电线路的长短、运行方式和过电压保护措施等诸因素有关，也就是说，对断路器是否装设合闸电阻应慎重。DL／T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中指出：在最高运行电压大于252kV的系统中，线路合闸和重合闸过电压对系统中设备绝缘配合有重要影响，应该结合系统条件预测空载线路合闸、单相重合闸和成功、非成功的三相重合闸(如运行中使用时)的相对地和相间过电压。限制这类过电压的最有效措施是在断路器上安装合闸电阻。对最高运行电压大于252kV的系统，当系统的工频过电压满足规程要求并符合参考条件时，可仅用安装于线路两端(线路断路器的线路侧)上的金属氧化物避雷器将这类操作引起的线路的相对地统计过电压限制到要求值以下。在其他条件下，可否仅用金属氧化物避雷器限制合闸和重合闸过电压，需经校验确定。近来国外对较长期运行情况调查统计表明，断路器的故障有80%系由合闸电阻及其操作系统引起。因此，电力系统对断路器是否加装合闸电阻进行了研究，结果表明标称电压330kV及500kV的线路长度一般在220km以内可不再装设合闸电阻。国内对断路器是否加装合闸电阻也进行了研究，认为：①在GIS中加装合闸电阻较贵，其费用一般需增加10%～35%；②加装合闸电阻后，断路器结构复杂，故障率加大；③采用保护性能良好的氧化锌避雷器，具有吸收较大能量的能力，对电力系统操作过电压有一定的保护能力，经计算表明线路长度较短时可不装设断路器的合闸电阻。DL／T5090《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计导则》指出“330kV及以上的系统中，一般采用能限制操作过电压的氧化锌避雷器加以限制；对线路较长，通过计算，合闸过电压较高时，可装设有合闸电阻的断路器加以限制。”鉴于上述情况，规定了对标称电压330kV及以上电压与电力系统相连接的断路器是否装设合闸电阻，应根据输电线路的长短、运行方式和过电压保护措施等诸因素综合比较而定。6.3母线型式的选择SF管线有三相共筒式和离相式。三相共筒式电场分布复杂，也存在发生三相短路的可能性，制造难度6大，但能节省材料和减少空间尺寸；离相式则与此相反。采用哪种方式主要取决于制造水平和管理运行经验。目前国内外110kV采用三相共筒式；220kV大部分采用三相共筒式，也有单相式；330kV及以上的均为单相。鉴于上述情况，本条规定当电压在330kV及以上宜用离相式，110kV宜用三相共筒式，220kV可采用单相也可采用三相共筒式。6.4其他6.4.1本条指出了各元件的选型原则。一般隔离开关和接地开关有“T”、“L”、“一”字型。电流互感器一般为环型(内装或外装式)，电压互感器和避雷器为独立单元结构，因此各设备元件应根据制造厂的特点，并结合水电站配电装置场地布置的具体情况，减少设备元件的结构品种、SF管线的弯头和长度，以6取得总体布置最优。另外对制造厂采用新型元件和提出的建议应结合工程实际情况分析研究后才能决定是否采用。6.4.2对分期建设工程，应在总体规划和总体设计中统一考虑，并对分期建设在设备统一选型、安装、调试等方面作出科学合理的规划设计。为便于安装调试，在分期建设过渡端可根据实际情况加装隔离开关和相应的隔室，应尽量使分期建设和扩建工程的设备与已运行的设备相一致。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，30/366.4.3因断路器、隔离开关、接地开关的触头封闭在金属壳体内，触头的位置看不见，有的工程个别接地开关虽配有分合位置指示装置，但运行人员无法观测。因此本条强调了可靠地、方便巡视的分合位置指示装置。7布置7.1配电装置室位置的选择7.1.1本条指出GIS配电装置室位置选择的原则和基本要求。7.1.2架空线与GIS配电装置进出线相连接的部位，应避免大坝泄洪时的水泥雾在瓷套管表面形成污垢而造成闪络事故。在GIS配电装置位置选择时应考虑这一因素，尽量避开水泥雾区及其紧靠下风向，减小水泥雾对设备外绝缘的影响。7.1.3对坝后式、引水式、河床式的水电站厂房，变压器一般布置在厂坝间平台或尾水平台上，在满足架空出线的条件下，为减少GIS配电装置与变压器连接线长度，在条件具备时GIS室与变压器叠层或毗邻于变压器布置的方式是可取的。7.2间隔尺寸7.2.1GIS配电装置的布置与开敞式配电装置有很大的不同，不可能象敞开式配电装置同一个电压等级其间隔宽度不论采用何种布置大体相同。而GIS配电装置的间隔宽度受机组段宽度、GIS的型式、主变压器布置位置、进出线方式、水电站厂房型式等因素的影响极大，因此即使同一个电压等级，其间隔宽度相差很大，只能根据其布置情况择优选定。根据以往的工程经验，GIS配电装置布置的间隔尺寸可参照表7.2.1。表7.2.1GIS配电装置间隔尺寸表标称电压110220330500kV间隔尺寸～1.5m2.0～3.5m3.3～5.0m3.6～8.0m注110kV为三相共筒式，其他电压为离相式。7.2.2GIS配电装置是管状式的空间结构，刚度相对较大，密封性能要求特高，对同一间隔内的断路器而言，三相的机械同步性能的要求以毫秒计，如同一间隔跨越土建伸缩缝，由此产生的不均匀沉陷，将导致上述性能难以得到保证，即使在设备上采取措施加以改善，则付出的代价太大，是不可取的。因此在布置上同一间隔内的GIS配电装置应避开跨越土建结构缝。7.3场地和通道7.3.1GIS配电装置总体布置的设计，除设备布置满足配电装置要求外，从便于安装、运行巡视、维护检修等出发，还必须对安装、检修、运行中所需的通道和起吊现场试验设备等所必须的空间应给予充分的考虑。7.3.2为满足安装、检修、运行巡视的要求，在GIS配电装置总布置的两侧应设贯通的通道，主通道宜设置在靠断路器的一侧，其通道宽度应满足检修GIS配电装置中最大设备单元搬运所需的空间和SF气体回收装6置所需宽度，一般情况宽度应不小于2m。另一侧的通道供运行巡视用，其宽度应满足操作巡视和补气装置对每个隔室补气的要求。一般不宜小于1.2m，对花很大代价才能做到的特殊情况，可适当缩小，但不能小file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，31/36于0.8m。7.4GIS配电装置的相序本条引自SDJ5《高压配电装置设计技术规程》。7.5汇控柜及SF／空气套管的布置6本条所指每个间隔设一个汇控柜是指一台断路器或电压互感器间隔而言。7.6隔室划分和隔室附件的配置从故障不扩大，一个间隔检修时不影响相邻间隔的正常运行，保证运行人员的人身安全及运行维护的方便等方面出发，对GIS配电装置中的隔室划分、密度继电器、压力释放装置(本工程如设置)、补气阀、吸附剂设置的原则和基本要求作了相应规定。并见5.4条说明。7.7伸缩节的配置由于GIS配电装置是精密度要求很高的金属管状空间结构，在安装和运行中又必须考虑土建施工、设备制造、安装等产生的各种误差，在运行中由于温度变化产生热胀冷缩，基础的不均匀沉陷，断路器操作时的瞬间振动，遇到地震力的作用等等，都将导致超过允许的变形和应力，危及GIS的安全运行。工程实践表明，在适当部位装设伸缩节等是解决上述问题行之有效的方法，并已广泛采用。伸缩节的装设与GIS配电装置总体布置和相应的土建结构(如母线是否跨越伸缩缝等)有密切的关系，对铝制外壳的GIS配电装置，其自身具有一定承受变形的能力，如某些制造厂对SF管线弯头处允许有0.005弧度的变形量，因此，伸缩6节的合理配置一般由制造厂根据GIS配电装置总体布置结构计算后提出建议，由工程设计单位认可。实践表明：一般对长母线或母线过土建结构缝以及GIS配电装置与变压器、电抗器用SF管线连接的连6接处，应设置伸缩节，且应尽量少装能三个方向伸缩的伸缩节，因其造价高，且伸缩量不大及安全伸缩次数也不多。7.8GIS室的密封SF气体本身是无毒的，经电弧燃烧的SF气体分解产生的氟化物是有毒的，且其比重比空气重，在空66间有沉底的特性。因此为防止GIS配电装置中泄漏出的SF6气体侵入其他房间，对GIS室与外部连接的所有通道、孔洞应采取密封措施是必要的。当SF管线穿越屋面板或墙时，为防止雨水浸入GIS室也应采取密封6措施。7.9户外GIS配电装置的布置推荐GIS配电装置低式布置，一是考虑到气象条件；二是节省钢材；三是方便运行维护。由于户外不宜设置专用的起重设备，安装维护需用汽车起吊和运输，因此总体布置应考虑这些起重设备的通道。7.10GIS配电装置的电缆布置GIS设备的电缆布置，各设备元件引至相应汇控柜以及汇控柜之间所用的动力、控制电缆，一般由制造厂提供。汇控柜至中控室或其他部位的电缆由建设单位负责。将引至汇控柜的动力、控制电缆最好沿设备支架分别布置，工程实践表明这样有利于安装、检修，避免干扰。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，32/367.11基础GIS配电装置设备支架与基础的连接可分为固定式、调节式两种，固定式支架对不均匀沉陷的承受能力较小，调节式支架对不均匀沉陷和吸收各种误差的能力较大，从GIS配电装置的安装精度和安全运行出发，对设备制造误差、土建误差应有一定的调节余地为好。调节式的连接方式，在X、Y、Z三个方向一般的调整范围为±10mm，因此宜采用调节式支架。当采用调节式支架时，应特别注意，在第一次调试安装投入运行后，如发现土建不均匀沉陷超过允许值，需要用调基础连接螺栓来加以弥补，则必须对整个GIS配电装置调整作总体考虑。对GIS配电装置的基础螺栓等埋设件的预埋精度要求其相对误差一般只有2mm～3mm，在一期混凝土中达到这样的精度，难度很大，一般都需用二期混凝土埋件，增加了施工量，因此应尽量减少预埋件。7.12专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地的配置6由于水电站的运行管理有相对的独立性，在工程设计中，配置与工程规模相适应的专用检修间、备品备件库、SF气体储存室等的辅助设施是十分必要的。SF气体储存室应是专用的储存室，设在不靠热源、66易于排放SF气体的地方。6对规模较大的工程宜设置能拆卸断路器灭弧室更换触头的专用检修间。7.13吊车为方便GIS设备的安装、维修，GIS室应设置起重设备，一般设桥机。桥机的起吊能力应满足最大运输单元的要求。为吊运安全和方便，宜在三个方向采用双速运行。这样可按吊运部件的不同而选择适当的速度，如用慢速吊运大、重设备元件，不会产生设备摆动，并就位准确。有条件时宜采用地面操作和操作室操作两种方式。8环境保护8.1GIS配电装置室的环境保护纯净的SF气体无毒性，但GIS室中如SF气体的浓度过大，对人的呼吸起窒息作用，经电弧分解66的氟化合物有毒气体溢出将危及人员健康，在设计中应重视GIS室的环境保护。对GIS室的环境要不要保护，怎样保护?这个问题在国际上没有作定论，如日本、加拿大、法国等对GIS配电装置室，甚至是地下厂房的GIS配电装置室在工程设计中没有作专门考虑，这是基于GIS设备的泄漏量很小，几乎不可能发生GIS外壳烧穿事故考虑的；原苏联则规定人员长期工作的场所，其SF在空气中的含量不得大于5000μL／L，我6国根据在SF设备制造中已发生的一些事故并考虑SF气体经电弧分解后产生的有毒气体等方面，GB877766《车间空气中六氟化硫卫生标准》中规定，车间中SF最高允许浓度为6000mg／m３，本规范按此规定是6安全可靠的。为了保证运行、维护人员的身体健康，本条参照GB／T8905对“GIS室的环境保护”具体作出规定。8.2环境保护的措施当GIS配电装置发生外壳烧穿故障，考虑最大隔室中的SF气体全部泄漏，GB／T8905规定“全封闭六6氟化硫电器发生故障造成气体外逸时，人员应立即撤离现场，并立即采取强力通风，换气控制不得少于15min一次。事故发生后，任何人员进入室内必须穿防护服、戴手套及防毒面具。”据此机械通风装置应file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，33/36在2h内进行通风排气，使GIS室空气中的SF气体含量达到≤1000μL／L是合适的。并要求每个工程均配置6检测空气中SF气体浓度的探测仪以测量GIS室的SF气体含量。668.3户外GIS配电装置环境保护户外GIS配电装置环境保护主要是防止SF气体通过电缆廊道、电缆沟进入厂房和控制室，为此，对连6接的电缆廊道、电缆沟以及有关的孔、洞应进行封堵。9接地9.1一般规定本条对GIS配电装置接地提出了原则性要求。9.2GIS外壳感应电压对GIS而言，不论采取何种接地方式，①在GIS外壳上必将产生感应电压，在正常运行条件下，随工作电流的变化在外壳上感应出相对稳定的感应电压，当发生故障时，在外壳上出现瞬态的感应电压，②对全链式GIS外壳上将有接近80%的正常或故障电流的感应电流通过，将导致外壳发热、温度升高。GIS的外壳是裸露的金属壳体，为防止人员触及造成人身伤亡事故，本条对GIS外壳和设备构架在正常及故障条件下的感应电压和温升的允许值作了规定。GB／T3805《特低电压(ELV)限值》中规定“为防止触电事故而采用的特定电源供电的电压系列。这个电压系列的上限值，在任何情况下两导体间或任一导体对地之间均不超过交流(50Hz～500Hz)有效值50V。”同时规定“当电气设备采用了超过24V的安全电压时，必须采取防直接接触电体的保护措施。”因此在正常运行条件，GIS外壳构架上的感应电压规定了不超过24V，在GIS配电装置中，不管采用何种接地方式都不难做到。我国标称电压110kV及以上的电网均采用直接接地系统。当GIS配电装置发生故障时，根据允许接触电压的估算，其允许值都大于100V，因此规定故障下其外壳架上的感应电压不大于100V。周围空气温度为40℃，加上温升30K，则GIS外壳温度为70℃，对运行人员不构成具有伤害性的危害，故对人易直接接触的GIS部位的温升规定为不大于30K。9.3GIS接地按我国已有的GIS配电装置设计经验以及制造厂提供的GIS配电装置接地设计方案，本条提出了GIS接地的具体要求。9.4SF管母线和管线的接地69.4.1离相式GIS配电装置的接地有两种方式，一种是连续外壳多点接地，另一种是非连续外壳一点接地，这两种不同的接地方式既与其自身工作情况有关，又关系到运行人员的人身安全、建筑物中的钢筋发热和设备支架的电磁感应等问题。如采用一点接地，外壳受相邻磁场作用产生的涡流，只是部分屏蔽了邻相磁场，使短路时导体所受到的电动力有较大的减少，电磁感应的作用一方面在母线外壳产生较高的感应电压，涡流损耗使钢构架产生过热，另一方面对低压控制系统产生较大的电磁耦合干扰；如采用短路板将三相外壳互连并使多点接地，这样使三相外壳在电气上成一闭合回路，此时导体通过电流时，便在外壳上感应出与导体电流大小相当，方向相反的环流，这样使外部磁场几乎为零，导体在短路时的电动力大大减少，外壳起到了较为彻底的屏蔽作用，附近钢构发热大为减少。缺点是通过的环流增加了外壳的损耗。但file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，34/36由于多点接地能较容易地将GIS范围内的接触电压和跨步电势降低到人身安全值，附近钢构的发热和相间短路电动力大大减少，所以广为采用。因此当SF母线和管线采用单相时，必须将三相外壳短接后多点接6地；当采用三相共筒时，可采用多点或一点接地。9.4.2本条指出SF管母线接地的两种方式，共同的目标是为了解决相应的支架不产生过热和过高的感应过6电压，不允许将支架的金属横梁用作离相管母线的短接线而规定的。对采用SF管线作为进、出线连接时，在与设备、电缆或架空线连接部位应设接地点。当用单相SF管66线时，应设置三相外壳短接线，并在短接线上引出接地线接地，是为了防止出现过高感应电压，并由于感应电流形成环路，起到电磁屏蔽的作用。9.5接地线9.5.2近年来在一些变电所，由于接地线的热容量过小，发生短路事故时，烧断接地线事故累有发生。经过分析，采取了以下措施。1对220kV及以下电压等级，其主保护只配置一套，考虑主保护动作失灵是存在的，则按后备保护动作时间进行接地线热容量校核。对330kV及以上的电压等级其主保护配置两套，在运行中两套主保护同时失灵，目前还没有发生过，考虑断路器拒动现象还是可能的，为此按失灵保护动作时间进行热稳定校核。2流过接地线的短路电流应按本规程5.2.8确定。按地线的材质可用铜排、铝排或扁钢，视工程具体情况而定。10对土建的要求根据GIS配电装置的结构特点，总结了国内、外特别是我国自70年代以来，在水电站中已较广泛取得GIS配电装置工程建设、运行经验，为保证GIS配电装置安装的顺利和安全运行，对GIS室的墙壁、地面、屋顶、门、窗、通道、基础的承载能力及其变形要求作出了相应的规定。对此，在工程设计中应按规定的要求，并结合工程实际必须严格贯彻执行。特别提出的是当GIS配电装置跨越土建结构缝时，应注意在GIS运行中因土建基础的不均匀沉陷所造成的三个方向的位移。11专用工具和监测仪器的配置由于水电站的运行管理体制与火电、变电所不同，对水电站特别是大型水电站中当采用GIS配电装置时，为便于安装检修、事故预诊断等出发，配置较齐全的监测仪器和专用工具是十分必要的。从电站的运行管理发展趋势来看，加强事故的预诊断特别是计算机技术的迅猛发展，对电气设备在线运行监测已得到加强，根据在线监测数据的分析研究，作出设备故障的预诊断，并采取相应的措施，做到防微杜渐，避免重大事故的发生，确保安全可靠地运行，在配置监测仪器时，工程设计对此应引起重视。12现场试验GIS配电装置在包装、运输、贮存和安装过程中可能发生：①零件松动、脱落、导电体表面刮伤；②安装错位引起电极表面的缺陷，现场拆开进行组装时，由于疏忽导致导电微粒的进入或将工具遗忘在装置内。上述这些意外因素均会导致绝缘故障，因此现场耐压试验是必不可少的，也是工厂的型式试验和例行试验所不能代替的，它是检查GIS配电装置在包装、运输、贮存和安装中是否出现异常现象行之有效的检测方法。另外，GIS配电装置现场耐压试验与工厂进行的试验不同，后者是在运输单元上进行，前者是在现场组装完后投运前整套GIS配电装置上进行，因此对地电容大，试验电流大，要求试验设备的容量大，且万一发生故障，造成对设备损坏的能量也大，这些特点在现场试验中必须认真考虑。根据GIS配电装置绝缘特性和国内外现场试验多年实践表明，要使现场试验达到预期的目的，必须对现file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，35/36场耐压试验的波形和试验电压值进行认真的探讨。1试验波形。不同的试验电压波形对绝缘缺陷的敏感性不同。GIS配电装置在运输和安装过程中可能出现的绝缘缺陷就其类型讲主要有两种，一是自由导电微粒和灰尘侵入GIS配电装置内部，并在电场作用下移动所造成，称作活动绝缘缺陷；二是由于安装运输中的意外造成(如前所述)，这些称为固定绝缘缺陷。它们将影响正常的绝缘距离，使绝缘强度降低。GIS配电装置的绝缘特性决定了不同的试验电压波形对不同绝缘缺陷的敏感程度的不一致，见表12。从表12可看出，要对GIS设备中的两类绝缘进行有效地检测，在现场进行交流耐压和雷电冲击耐压试验是较好的，但由于现场成套配电装置的对地电容较大，进行雷电冲击试验的效率很低，要达到预期目的，则必须具备容量很大的冲击发生器，这在现场往往难以实现。至于用直流电压进行现场试验是不可取的，因为自由导电微粒在直流下的运动特性和交流不同，盘式绝缘子在直流下的电压分布与交流下也不同，直流闪络电压更与交流不同，因此它不能反映实际运行条件下的真实绝缘性能。表12不同的试验电压波形与绝缘缺陷敏感程度绝缘缺陷活动绝缘缺陷固定绝缘缺陷交流电压(AC)对自由导电微粒特别敏感对固定的绝缘缺陷不敏感对活动绝缘缺陷的敏感性比AC对固定绝缘缺陷的敏感性比LI操作冲击电压(SI)低，但比LI高得多低，但比AC高得多雷电冲击电压(LI)对自由导电微粒不敏感对固定绝缘缺陷最为敏感现场试验的电压波形一般只考虑操作冲击波和工频，有条件时也可考虑雷电冲击，一般的现场试验程序也都包括这样两个阶段，如IEC规定除进行交流耐压外，还补充冲击耐压，水电部标准也是这样。工频耐压试验可用工频串联谐振装置来完成，冲击耐压试验多用振荡操作冲击(OSI)。近几年各国对用振荡冲击波进行现场耐压试验特别关注，伊泰普水电站为进行500kVGIS现场耐压试验，曾采用了600kV／6000kVA的工频谐振装置和±940kV／35kJ的振荡式操作冲击发生器这两种绝缘试验设备，试验效果明显。我国龙羊峡水电站363kVGIS也首次采用了振荡操作冲击，同时结合交流电压进行现场耐压试验。2试验电压。因现场耐压试验的目的不是考核GIS所能承受的绝缘水平，而是以检查绝缘缺陷为目的，从而考核GIS配电装置在运输、贮存和安装中是否达到了规定的要求。因此试验电压太低，可能检查不出上述的绝缘缺陷；太高又会使设备遭受的损害过大。确定试验电压值以不损伤设备，但又要能检查出影响设备安全可靠运行的绝缘缺陷为原则，按有关标准规定，现场试验电压值不低于出厂试验值(或型式试验值)的80%。220kVGIS配电装置在工厂是不进行操作波冲击试验的，若要在现场进行振荡操作冲击波耐压试验，建议试验电压值取0.64倍的雷电冲击耐压值。鉴于上述情况，并结合我国工程的实际情况，本条对现场的耐压试验必须进行。并对现场的耐压试验的波形、耐压试验值、耐压试验的程序和施工等方面作出了相应的规定。需指出的是，现场耐压试验和内部故障的探测方法目前国内、外还在进行研究，如有更好的方法可在工程中探索，为进一步修改完善本规程作出贡献。3工频耐压试验的程序问题。在现场进行工频耐压试验时，根据一些已建工程的实践表明，往往与老练试验结合一起进行，得到较好的效果，此时一般采用如下的加压程序：U／加压时间＞5minN1.5U／加压时间＞5minN现场耐压值加压时间≥1min其中，U为电力系统运行最高线电压。N对于500kVGIS，为了使现场工频耐压试验达到更好的效果，制造厂提出并经用户同意可适当提高现场的工频耐压试验值。file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国电力行业标准页码，36/36file://D:标准DL_T5139-2001.HTM2007-3-21PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn'