gis（氣體絕緣金屬封閉開關裝置）
中文名氣體絕緣金屬封閉開關裝置
外文名gas insulated switchgear
縮寫gis
組成斷路器、隔離開關、接地開關等
簡介gis（gas insulated switchgear）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。gis由斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連線件和出線終端等組成，這些裝置或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內部充有一定壓力的sf6絕緣氣體，故也稱sf6全封閉組合電器。gis裝置自20世紀60年代實用化以來，已廣泛執行於世界各地。
gis不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。與常規敞開式變電站相比，gis的優點在於結構緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強、環境適應能力強，維護工作量很小，其主要部件的維修間隔不小於20年。[1]
高壓配電裝置的型式有三種：第一種是空氣絕緣的常規配電裝置，簡稱ais。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。
葛洲壩電廠採用的即是這種型式。第二種是混合式配電裝置，簡稱h－gis。母線採用開敞式，其它均為六氟化硫氣體絕緣開關裝置。
第三種是六氟化硫氣體絕緣全封閉配電裝置。其英文全稱gas—instulated switchgear，簡稱gis。
gis是執行可靠性高、維護工作量少、檢修周期長的高壓電氣裝置，其故障率只有常規裝置的20%～40%，但gis也有其固有的缺點，由於sf6氣體的洩漏、外部水分的滲入、導電雜質的存在、絕緣子老化等因素影響，都可能導致gis內部閃絡故障。gis的全密封結構使故障的定位及檢修比較困難，檢修工作繁雜，事故後平均停電檢修時間比常規裝置長，其停電範圍大，常涉及非故障元件。
gis裝置的內部閃絡故障通常發生在安裝或大修後投入執行的一年內，根據統計資料，第一年裝置執行的故障率為0．53次/間隔，第二年則下降到0.06次/間隔，以後趨於平穩。根據執行經驗，隔離開關和盆型絕緣子的故障率最高，分別為30%及26.
6%；母線故障率為15%；電壓互感器故障率為11.66%；斷路器故障率為10%；其他元件故障率為6.74%。
因此在執行的第一年裡，執行人員要加強日常的巡視檢查工作，特別是對隔離開關的巡視，在巡查中主要留意sf6氣體壓力的變化，是否有異常的聲音（音質特性的變化 、持續時間的差異）、發熱和異常氣味、生鏽等現象。如果gis有異常情況，必須及時對有懷疑的裝置進行檢測。
發展gis國外生產廠家主要有abb、東芝、三菱、日立、西門子、阿爾斯通等，國內生產廠家有西開、沈高、平高等。中國通過技術引進，消化吸收，已掌握500千伏gis的設計製造技術。自主研發的1000千伏 gis（包括核心部件滅弧室和操動機構）將完全自主設計製造。
gis製造技術在不斷進步和發展，40多年來，各gis生產廠家圍繞著提高經濟性和可靠性這兩個主要目標，在元件結構、組合形式、製造工藝以及使用和維護方面進行了大量研究、開發。隨著大容量單壓式sf6斷路器的研製成功和氧化鋅避雷器的應用，gis的技術效能與引數已超過常規開關裝置，並且使結構大大簡化，可靠性大大提高，為gis進一步小型化創造了十分有利的條件。[1]
斷路器編輯
斷路器（英文名稱：circuit-breaker，circuit breaker）是指能夠關合、承載和開斷正常迴路條件下的電流並能關合、在規定的時間內承載和開斷異常迴路條件下的電流的開關裝置。斷路器按其使用範圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kv以上的稱為高壓電器。
斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動非同步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當於熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流後一般不需要變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應用。
電的產生、輸送、使用中，配電是乙個極其重要的環節。配電系統包括變壓器和各種高低壓電器裝置，低壓斷路器則是一種使用量大面廣的電器。
中文名斷路器
外文名circuit-breaker，circuit breaker
操作方式
電動操作、儲能操作和手動操作
結構萬能式和塑殼式
使用類別
選擇型和非選擇型
滅弧介質
油浸式、六氟化硫
動作速度
快速型和普通型
目錄1. 1 工作原理
2. 2 主要特性
3. 3 主要分類
4. 4 組成部分
5. 內部附件
6. 外部附件
7. 5 接線方式
8. 6 工作條件
9. 7 發展狀況
工作原理編輯
斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等構成。
當短路時，大電流（一般10至12倍）產生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構動作，開關瞬時跳閘。當過載時，電流變大，發熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動機構動作（電流越大，動作時間越短）。
有電子型的，使用互感器採集各相電流大小，與設定值比較，當電流異常時微處理器發出訊號，使電子脫扣器帶動操作機構動作。
斷路器的作用是切斷和接通負荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全執行。而高壓斷路器要開斷1500v，電流為1500-2000a的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。
吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過吹弧拉長電弧加強帶電粒子的復合和擴散，同時把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復介質的絕緣強度。
低壓斷路器也稱為自動空氣開關，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當於閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網中一種重要的保護電器。
低壓斷路器具有多種保護功能（過載、短路、欠電壓保護等）、動作值可調、分斷能力高、操作方便、安全等優點，所以被廣泛應用。結構和工作原理低壓斷路器由操作機構、觸點、保護裝置（各種脫扣器）、滅弧系統等組成。
低壓斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合後，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯，欠電壓脫扣器的線圈和電源併聯。
當電路發生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構動作，主觸點斷開主電路。當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發熱使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構動作。當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。
也使自由脫扣機構動作。分勵脫扣器則作為遠距離控制用，在正常工作時，其線圈是斷電的，在需要距離控制時，按下起動按鈕，使線圈通電。
主要特性編輯
斷路器的特性主要有：額定電壓ue；額定電流in；過載保護（ir或irth）和短路保護（im）的脫扣電流整定範圍；額定短路分斷電流（工業用斷路器icu；家用斷路器i**）等。
額定工作電壓（ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。
額定電流（in）：這是配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在製造廠家規定的環境溫度下所能無限承受的最大電流值，不會超過電流承受部件規定的溫度限值。
短路繼電器脫扣電流整定值（im）：短路脫扣繼電器（瞬時或短延時）用於高故障電流值出現時，使斷路器快速跳閘，其跳閘極限im。
額定短路分斷能力（icu或i**）：斷路器的額定短路分斷電流是斷路器能夠分斷而不被損害的最高（預期的）電流值。標準中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計算標準值時直流暫態分量（總在最壞的情況短路下出現）假定為零。
工業用斷路器額定值（icu）和家用斷路器額定值（i**）通常以ka均方根值的形式給出。
短路分斷能力（ics）：斷路器的額定分斷能力分為額定極限短路分斷能力和額定執行短路分斷能力兩種。國標《低壓開關裝置和控制裝置低壓斷路器》（gb14048.
2—94）對斷路器額定極限短路分斷能力和額定執行短路分斷能力作了如下的解釋：
1、斷路器的額定極限短路分斷能力：按規定的實驗程式所規定的條件，不包括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力；
2、斷路器的額定執行短路分斷能力：按規定的實驗程式所規定的條件，包括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力；
3、額定極限短路分斷能力的試驗程式為o—t—co。
其具體試驗是：把線路的電流調整到預期的短路電流值（例如380v ，50ka），而試驗按鈕未合，被試斷路器處於合閘位置，按下試驗按鈕，斷路器通過50ka短路電流，斷路器立即開斷（open簡稱o），斷路器應完好，且能再合閘。t為間歇時間，一般為3min，此時線路仍處於熱備狀態，斷路器再進行一次接通（close簡稱c）和緊接著的開斷（o），（接通試驗是考核斷路器在峰值電流下的電動和熱穩定性）。
此程式即為co。斷路器能完全分斷，則其極限短路分斷能力合格。
4、斷路器的額定執行短路分斷能力（i**）的試驗程式為o—t—co—t—co。它比i**的試驗程式多了一次co，經過試驗，斷路器能完全分斷、熄滅電弧，就認定它的額定執行短路分斷能力合格。
因此，可以看出，，至於以後是否能正常接通及分斷，斷路器不予以保證；而額定執行短路分斷能力ics指的是斷路器在其出線端最大三相短路電流發生時可多次正常分斷。
iec947—2《低壓開關裝置和控制裝置低壓斷路器》標準規定：a類斷路器（指僅有過載長延時、短路瞬動的斷路器）的ics可以是25%、50%、75%和100%。b類斷路器（有過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護的斷路器）的ics可以是ics的50%、75%和100%。
因此可以看出，額定執行短路分斷能力是一種比額定極限短路分斷電流小的分斷電流值。
一般來說，具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段保護功能的斷路器，能實現選擇性保護，大多數主幹線（包括變壓器的出線端）都採用它作主保護開關。不具備短路短延時功能的斷路器（僅有過載長延時和短路瞬動二段保護），不能作選擇性保護，它們只能使用於支路。iec92《船舶電氣》指出：
具有三段保護的斷路器，偏重於它的執行短路分斷能力值，而使用於分支線路的斷路器，應確保它有足夠的極限短路分斷能力值。
無論是哪種斷路器，雖然都具備icu和ics這兩個重要的技術指標。但是，作為支線上使用的斷路器，可以僅滿足額定極限短路分斷能力即可。較普遍的偏頗是寧取大，不取正合適，認為取大保險。
但取得過大，會造成不必要的浪費（同型別斷路器，其h型—高分斷型，比s型—普通型的**要貴1.3倍～1.8倍）。
因此支線上的斷路器沒有必要一味追求它的執行短路分斷能力指標。而對於幹線上使用的斷路器，不僅要滿足額定極限短路分斷能力的要求，同時也應該滿足額定執行短路分斷能力的要求，如果僅以額定極限短路分斷能力icu來衡量其分斷能力合格與否，將會給使用者帶來不安全的隱患。
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