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氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（gas insulated switchgear, 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中，原則上不允許有水分存在，但在實(shí)際安裝時(shí)，環(huán)境中的水分不可避免地會(huì)進(jìn)入設(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安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要花費(fèi)大量人力物力來(lái)重新安裝調(diào)試設(shè)備。因此，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。

相關(guān)研究?jī)H對(duì)GIS內(nèi)水分來(lái)源進(jìn)行闡述，以及在GIS水分處理流程上展開研究，并沒(méi)有學(xué)者在高電壓領(lǐng)域針對(duì)不同安裝環(huán)境下進(jìn)入GIS的水分含量進(jìn)行系統(tǒng)性的探索。

福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院等單位的研究人員針對(duì)GIS在安裝過(guò)程中受環(huán)境溫濕度的影響，導(dǎo)致安裝完成后氣室剩余水分含量過(guò)高而需要重新安裝的問(wèn)題，提出一種考慮安裝環(huán)境溫濕度的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。

圖1 GIS安裝流程

該方法首先計(jì)算在氣室密封前進(jìn)入的總水分量，其次通過(guò)所設(shè)計(jì)的GIS安裝流程計(jì)算干燥處理后氣室剩余水分量，最后計(jì)算平衡后SF6氣體水分體積分?jǐn)?shù)，并在安裝環(huán)境模擬室中進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。

圖2 GIS安裝環(huán)境模擬室布局

圖3 暴露試驗(yàn)氣室

仿真和試驗(yàn)證明，隨著安裝環(huán)境溫度及相對(duì)濕度的增加，氣室內(nèi)SF6氣體中水分體積分?jǐn)?shù)也在逐漸增大，且計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果之間的誤差在15%以內(nèi)，因此該法可較好地預(yù)測(cè)安裝環(huán)境溫濕度影響下的GIS水分含量變化，有利于工程實(shí)際中選擇合適的安裝環(huán)境，避免因安裝完成后氣室水分含量超標(biāo)導(dǎo)致設(shè)備重新安裝。

本文編自2022年第1期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“安裝環(huán)境溫濕度影響下氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備水分含量研究”，作者為張少乾、卞宏志 等。