应用六氟化硫的电力设备的现状

1 GIS


      GIS(gas insulated substation)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的六氟化硫绝缘气体，故也称六氟化硫全封闭组合电器。


      GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小。但依然存在内部故障隐患的检测比较困难等问题，尤其是局放信号的检测。


      单单在华东地区，截至2006年，其110kV和220kV的GIS间隔就达到了1812个，还不包括电厂、大型企业使用的，也没有包含500kV和35kV的GIS。图1是直接摘取的华东电网的GIS增长情况，由图中可以看出，其GIS间隔自2002年起开始大幅增加，2002年至2004年增加了420个，2006年达到了1812个间隔，可见：2004年至2006年就增加了1400余个间隔，其增长率趋势是惊人的。


      GIS的电压覆盖范围甚至可以达到500kV、750kV等级。但GIS中六氟化硫气体的用量也是惊人的，其一个气室的用气量就会达到数百公斤。对有些大型变电站，尤其是较大电厂，其年漏气量甚至会达到数百公斤，甚至上吨 。由此推算，其漏气总量是惊人的，而且，GIS的使用还在不断的扩大之中。


      目前，GIS装置在大中城市、电厂等都已经普遍使用，而对六氟化硫的年漏气总量还未见到有关监测数据.


2 断路器


      由于六氟化硫气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，因而六氟化硫气体绝缘断路器具有尺寸小、重量轻、开断容量大、维护工作量小等优点。目前六氟化硫断路器最高工作电压已达765kV，开断电流已达80kA，额定电流已达12kA。


      目前，35kV的中压断路器基本上是真空断路器和六氟化硫断路器平分市场，其中六氟化硫的在2004年就已经达到8600多台。而110kV及以上的中压和高压、超高压断路器，空气、少油断路器都已基本被六氟化硫断路器所替代。2005年1～9月份的统计资料显示，252千伏六氟化硫断路器累计产量866台，比上年同期增长18.5%；363千伏六氟化硫断路器87台，同比增长102.3%；550千伏六氟化硫断路器93台，同比增长43.1%。


      另外，插接式断路器系统PASS(Plug&Switch System)，是国外最近几年推出的一种新型智能化高压断路器，既能满足变电所在占地、环境和适应性方面的苛刻要求，对变电所的扩建及改造又有较高的灵活性，同时也能减少变电所的投资、满足节能降耗和环保的要求。


      类似的产品还有AIS，PASS MO，COMPASS等，是把一相断路器加隔离开关和接地开关作为一个模块放在六氟化硫密闭仓中，每一直有独立的外壳，在制造厂就已进行了成套设备的组装和调试工作，现场安装调试较简便，其可靠性和灵活性就比较高，同时对PASS来说如果哪一相有问题就更换那一相，缩小了停电范围和检修时间；而且模块化的生产工艺使之具有更强的抗震性和运行的安全性。这些产品近年来使用的也比较多，比如：江苏、西藏等省。


3 互感器


      截止2005年底，国家电网公司六氟化硫气体电流互感器为11473台，较2004年增加138%。其中以220 kV和110 kV电压等级的居多，其次是500 kV电压等级，最后是330 kV电压等级和66 kV电压等级。占六氟化硫 气体电流互感器总数的百分比分别为45. 1%、36. 6%、15. 4%、2. 7%和0. 18%。


      从统计结果可以看出：2005年六氟化硫气体电流互感器的增长比例远远超过油浸式电流互感器。并且随着电压等级的上升, 六氟化硫 气体电流互感器所占相应电压等级总台数的比例也随之上升。500 kV电压等级的比例最高,为39. 13%;以下依次为330、220、110 kV和66 kV,分别为27. 8%、12. 46%、5. 05%和0. 13%。


      但从近年的统计数据来看, 六氟化硫 气体电流互感器的事故和障碍有增加的趋势。500 kV 六氟化硫气体绝缘的电流互感器的事故率相对较高。


      而对于电压互感器，目前仍然是以油浸式和电容式电压互感器为主，六氟化硫电压互感器已经出现，但是市场份额还很小。


4 其他设备


      由于六氟化硫气体具有优越的绝缘性能、灭弧性能和散热性能，也开始向中压设备发展。六氟化硫开关柜也在逐步提升市场份额。近年来，各种配电用的开关柜、环网柜等充六氟化硫的产品不断涌现。


      中压的各种六氟化硫充气柜一旦在市场上扩散，其用量及回收简直是不敢想象。更可怕的是，很多该类型产品堂而皇之的以高新技术产品的名义出现。


      气体绝缘变压器（GIT）和气体绝缘电缆（GIC）也都在研究当中，其中GIT在国内也已经有数十台在北京、深圳等地运行