- 头条考虑安装环境温湿度因素的GIS气室剩余水分含量的计算方法导语针对气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）在安装时受环境温湿度的影响，导致安装完成后气室剩余水分含量过高以至于需要重新安装的问题，福州大学黄宴委教授团队与国网福建建设分公司合作，提出一种考虑安装环境因素的GIS气室剩余水分含量计算方法。该方法可根据安装环境的温度和相对湿度等参数，来较好地预测安装完成后GIS内剩余水分含量变化，有利于工程中选择合适的安装环境。计算模型值随安装环境温湿度上升趋势与现场试验的试验值吻合较好，验证了所提出计算模型的可行性与准确性。
作者介绍
- 张少乾，硕士研究生，研究方向为电气工程自动化与智能化等。
- 卞宏志，国网福建建设分公司工程师，研究方向为电力系统设计与应用等。
- 张建勋，国网福建建设分公司工程师，研究方向为电网规划与改造等。
- 黄宴委，教授，硕士生导师，研究方向为电气工程智能化技术等。
研究背景
GIS以其体积小、可靠性高等优点，在超、特高压输变电工程中得到了广泛应用。然而，GIS气室内SF6气体干燥与否对其安全运行尤为重要。在GIS设备中，原则上不允许有水分的存在，但在实际安装时，环境中的水分不可避免地地会进入到设备内部。过量的水分将大大降低系统的绝缘性能，严重威胁GIS设备的安全稳定运行，因此需要花费大量人力物力来重新安装调试设备。基于此，对安装完成后的GIS气室水分含量进行预估具有重要意义。
图1 GIS安装流程
论文所解决的问题及意义
GIS在安装过程中，受安装条件的影响，不能做到所有设备均在干燥的安装棚中安装，且安装过程复杂，导致施工人员在露天条件下打开设备密封口从而进入到壳体内部进行施工，造成设备在组装完成后不可避免地进入一定量水分。而安装完成后的GIS设备内部水分含量的多少，则与设备的安装环境密切相关。
图2 GIS安装环境模拟室布局
本文针对GIS在安装过程中，受安装条件的影响，导致安装完成后气室剩余水分含量过高以至于需要重新安装等问题，提出一种考虑安装环境温湿度的GIS气室剩余水分含量计算模型。该方法具有实用性强、节约成本、应用价值高等特点，为工程技术人员选择合适的GIS安装环境，避免安装完后水分超标所导致的二次安装提供参考。
论文方法及创新点
1 考虑安装环境因素的GIS气室剩余水分含量计算方法
归纳GIS水分主要来源，总结GIS水分处理工艺，设计GIS通用安装流程。通过机理分析法建立一种安装完成后GIS内SF6气体水分剩余量计算模型，可用于分析GIS在不同温度、相对湿度和气压情况下安装后气室剩余水分量。
图3 暴露试验气室
2 GIS安装环境模拟平台
搭建GIS安装环境模拟室来验证计算模型的准确性。模拟平台包括试验气室、湿膜加湿器、风扇和密封充气帐篷。依照国网安装500kV GIS盆式绝缘子安装规程进行安装，在安装前进行环境洁净度和湿度检测，随后开始按抽真空、静置、第二次抽真空及注入SF6气体的顺序安装GIS。最后使用微水测量检漏仪检测安装后气室内SF6气体的含水量，以验证计算及仿真模型的准确性。
图4 SF6水分测量仪
结论
本文根据安装环境温度及相对湿度对GIS安装过程的影响，提出一种考虑安装环境因素的GIS气室水分含量计算方法，可通过安装环境温度及相对湿度等参数来预测安装完成后气室的水分含量。该方法充分考虑了GIS密封前水分进入气室的主要途径，以及在标准安装过程中气室内不同途径的水分走向，最终计算出平衡后SF6气体水分体积分数。并利用安装环境模拟平台所提供的试验环境，验证了计算模型的可行性与准确性。
引用本文
张少乾, 卞宏志, 张建勋, 黄宴委. 安装环境温湿度影响下气体绝缘金属封闭开关设备水分含量研究[J]. 电气技术, 2022, 23(1): 15-20. ZHANG Shaoqian, BIAN Hongzhi, ZHANG Jianxun, HUANG Yanwei. Research on moisture content of gas insulated switchgear under the influence of installation environment temperature and humidity. Electrical Engineering, 2022, 23(1): 15-20.
