GIS设备中快速接地开关的作用及工作原理探讨
方家山GIS开关站接地开关的应用分析
方家山GIS开关站接地开关的应用分析随着电力行业的不断发展，GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）技术在开关站中的应用也日益广泛。
接地开关作为GIS开关站的重要组成部分，其应用对于保障电网运行安全和可靠具有重要意义。
本文将从方家山GIS开关站接地开关的应用进行分析，探讨其在电力系统中的重要作用和发展趋势。
一、方家山GIS开关站接地开关的基本结构及工作原理方家山GIS开关站接地开关是一种用于将高压设备与地电位连接的开关装置，通常用于实现设备的安全接地和带电维修。
其基本结构包括本体、绝缘套管、触头、操作机构等部分，工作原理为通过手动或电动操作机构控制接地开关的开合，实现设备的接地或脱离接地状态。
1. 提高设备运行安全性方家山GIS开关站接地开关能够快速、可靠地对设备进行接地或脱离接地操作，有效提高设备的运行安全性。
在设备发生故障或需要进行维护时，能够及时接地，避免因误操作导致的触电事故，保障运行人员的人身安全。
2. 优化电网运行管理通过对方家山GIS开关站接地开关的合理布置和配合，可以实现对设备的分段隔离和局部维护，进而提高电网运行的安全性和可靠性。
接地开关还能够辅助实现对设备的在线监测和智能化运行管理，为电网运行提供有效支援。
3. 减少电网停运时间方家山GIS开关站接地开关的快速操作和可靠性能够有效减少设备的停运时间，提高电网的供电可靠性。
在设备故障发生时，通过接地开关的合理应用，能够快速隔离故障部位，缩短故障处理时间，降低故障对用户的影响。
未来，随着电力系统的不断发展和智能化技术的逐步应用，方家山GIS开关站接地开关将面临更多的发展机遇和挑战。
1. 智能化运行管理随着大数据、人工智能等技术的逐步应用，方家山GIS开关站接地开关将逐步智能化。
通过与智能终端设备的连接，能够实现对接地开关的远程监测和控制，为设备的运行管理带来更多的便利和可靠保障。
2. 高压直流输电随着高压直流输电技术的不断成熟和应用，方家山GIS开关站接地开关也将面临更高的要求。
gis组合电气的原理及应用
GIS组合电气的原理及应用1. 简介GIS（Gas Insulated Switchgear）组合电气是一种使用气体绝缘的开关装置，广泛应用于输电和配电系统中。
本文将介绍GIS组合电气的原理和应用。
2. GIS组合电气的原理GIS组合电气采用气体绝缘技术，即以硫化气体（通常是SF6）作为绝缘介质。
其中SF6具有很高的电气强度和热导率，使得设备可以更小、更紧凑。
2.1 构成GIS组合电气主要由下列部分组成：•断路器：用于开关电路的设备。
•接地开关：用于接地故障电流的设备。
•变压器：用于变换电压的设备。
•PT（Potential Transformer）：用于测量电压的设备。
•CT（Current Transformer）：用于测量电流的设备。
•绝缘引线：用于连接GIS组合电气各部件的绝缘电缆。
2.2 工作原理当GIS组合电气处于正常工作状态时，使用高压SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质。
当发生故障时，断路器自动打开，迅速切断电路，并将故障电流引导到接地开关。
同时，PT和CT测量电压和电流，并将信号传递给监控系统，以监测电网状态。
3. GIS组合电气的应用GIS组合电气广泛应用于输电和配电系统，具有以下几个显著的优点：3.1 占地面积小相比传统的空气绝缘开关设备，GIS组合电气可以大大减小设备的占地面积。
这对于城市等地方有限面积的场所尤为重要。
3.2 绝缘性能优异SF6气体具有很高的绝缘性能，能够有效隔离高电压下的设备，提高电网的可靠性。
3.3 抗短路能力强GIS组合电气能够承受较高的电流短路，有效保护电网设备，避免因短路故障导致系统的瘫痪。
3.4 抗污染性能好由于GIS组合电气采用气体绝缘，设备对污染物的影响较小。
这使得GIS组合电气适用于恶劣的环境条件，如高海拔地区或高湿地区。
3.5 维护方便GIS组合电气的维护相对简单，仅需定期检查和维护SF6气体的密封性能即可。
4. 总结GIS组合电气是一种基于气体绝缘技术，广泛应用于输电和配电系统的开关装置。
GIS操作机构(断路器油压操作机构)的动作原理、维护项目和要求
电厂GIS操作机构一般有三种： 断路器：油压操作机构 隔离开关：电动弹簧操作机构 快速接地开关：电动弹簧操作机构 接地开关：电动操作机构
本章主要介绍断路器油压操作机构
断路器结构及分合闸原理
连接导体
灭弧室
逆止阀 排气口
驱动杆
连杆
绝缘拉杆
绝缘支座
拐臂
静触头座 静弧触头
喷口
压气缸 动弧触头
储压器内部有一活塞，在活塞一端预先充 入一定压力的N2作为基础压力（参考值为 21MPa）,这样油泵单元进行打压时高压油通过 挤压活塞能够较快的达到预设的压力值。
油泵单元主要由液压油泵、油泵电机、 油压开关及其它放置在油箱内的元件组成。 位于油泵单元的油压开关能够实现对油压的 控制，它的主要功能就是维持液压操作机构 的工作压力维持在31.5MPa,在压力低于这个 压力值时自动进行打压，当压力值大于33.5 MPa时停止打压。
断路器油压操作机构
断路器操作机构为油压操作机构，其额定操作油压为 31.5Mpa，操作机构包括有驱动单元（操作缸）、贮压器、油 泵单元，以及起控制、监视、显示作用的仪器等。包含有辅助 开关、分合闸指示器、操作计数器、油压开关、油压表、油位 仪、油位开关等。
驱动单元是一个由线圈、换向阀、控制阀、 合闸阀、分闸阀、活塞和缸体组成的块式结构。 主要是通过控制换向阀、合闸阀（分闸阀）的 开闭，实现高低压油的流通从而让活塞运动， 进而实现合闸（分闸）操作。
合闸操作
当接到合闸命令后，合闸线圈得电，合闸电磁阀打开。换 向阀上部的高压油流进低压油缸内。此时，换向阀上侧为底压 油，下侧为高压油，换向阀向上移动。贮压器中的高压油流向 合闸主阀右边，合闸阀主向左移动，变为开启状态。油压活塞 右侧流入高压油，此时，油压活塞两侧均为高压油，但由于右 侧的受压面积大于左侧的受压面积，活塞右侧的受力大于左侧， 油压活塞向左移动推动断路器本体合闸。
GIS开关结构作用、原理及检查内容 PPT
四、六氟化硫（SF6）气体
ห้องสมุดไป่ตู้.概述
六氟化硫气体（SF6）是一种用于高压电力设备的优良气体绝缘材料， 它广泛地应用于电力工业所使用的高压断路器和其它开关设备上，同 时也被用于气体绝缘的配电站、气体绝缘输电线路上等等。SF6气体 的一些电气性能和热性能，使得它能够满足电力系统的需要：
高的电气绝缘强度 独特的灭弧能力 良好的热传导性能 优良的热稳定性 除了这些特点外，SF6气体有很多的物理特性和化学特性，使它能够
500KV电压互感器采用日本NCK公司生产的VZR—AM500C2—1型电压互 感器
GIS主要特点
1.2）G1D型六氟化硫封闭式组合电器的断路器，配置集成块式液压 机构，其特点为：外部没有油管，元件小型化，各主要部件集 成化，减少了漏油点，实现了产品高质量，机构无外漏，操作 噪音低。 GID型的含义： G……GAS (SF6绝缘介质)；1……单相分箱式； D……电压等级(550kV)。
分相式GSR—500R2B型断路器采用具有优良灭弧性能和高绝缘强度的六氟 化硫气体作为灭弧和绝缘介质。利用单压式设计原理，采取变开距同步吹 弧方式，断路器采用液压机构。
DLP型隔离开关和EAM型接地开关采用电动储能弹簧操作的结构形式，数 秒钟的储能时间之后即可快速地完成操作。3相电动弹簧机构，机械三相 联动，SF6绝缘，带电气连锁、手动/电动闭锁
二、GSR-500RZB型SF6断路器作用及原理
GIS(SF6)断路器
断路器本体
SF6断路器结构
1、概述 -----分相式GSR—500R2B型断路器是一种压气式气体断路器，
其操作油压为31.5MPa。 -----断路器由气罐（其内装有灭弧室）和操动机构组成。 2、断路器的主要组成部件
快速接地刀闸
快速接地刀闸3年前我对这种东西也是一窍不通，后来我厂于2005年时购买了两个间隔的550KVGIS，当时参考了一本叫作《SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）》的书和三大开关厂给我们的投标文件资料，才对这种东西有了一些了解。
至于快速接地刀闸的作用，大致有如下几点：1、配合重合闸使用（在侧重电力系统的相关书籍中大多是体现这个作用）。
超高压线路在采用单相重合闸时，如果发生单相接地故障，保护动作会将故障相开关跳开，而非故障相则继续运行，这样非故障相的电压会感应到开关已跳闸的故障相上，严重的情况下，会出现故障相开关虽然已经跳闸，但是由于感应电的存在，故障点一直有电弧电流存在，也就是潜供电流。
潜供电流导致故障点不能熄弧，实际故障点等于就没有消除，此时再合闸无疑会重合到故障点上致使重合闸失败。
在采用快速接地刀闸后，其可以与单相重合闸配合，在故障相开关跳闸后故障相的快速接地刀闸快速合入，将故障相强制接地，消除潜供电流，使故障点的电弧熄灭，故障消除，然后快速接地刀闸再迅速打开，最后单相重合闸将故障相开关重新合闸成功，线路最终正常运行。
2、防止GIS爆炸（在侧重GIS设备介绍的相关书籍中大多是体现这个作用）。
一般的接地开关不能关合大电流，而快速接地隔离开关能合上接地短路电流。
这是因为当GIS设备内部发生接地短路时，在母线管里会产生强烈的电弧，它可以在很短的时间里将外壳烧穿，或者发生母线管爆炸。
为了能及时切断电弧电源，人为地使电路直接接地，通过继电保护装置将断路器跳闸，从而切断故障电流，保护设备不致损伤过大。
快速接地隔离开关通常都是安装在进线侧。
3、作为检修安全措施（这实际是最常见的用处了）。
比如我们厂550KVGIS的快速接地开关，说是快速接地开关，的确比普通接地开关动作速度要快，但它采用的也是三相联动机构，也就是说一个机构带动三相动作，显然它根本不可能配合单相重合闸使用的。
它也没有什么检测压力而动作来防止爆炸的功能回路。
快速接地刀的作用
快速接地刀的作用1、配合重合闸使用（在侧重电力系统的相关书籍中大多是体现这个作用）。
超高压线路在采用单相重合闸时，如果发生单相接地故障，保护动作会将故障相开关跳开，而非故障相则继续运行，这样非故障相的电压会感应到开关已跳闸的故障相上，严重的情况下，会出现故障相开关虽然已经跳闸，但是由于感应电的存在，故障点一直有电弧电流存在，也就是潜供电流。
潜供电流导致故障点不能熄弧，实际故障点等于就没有消除，此时再合闸无疑会重合到故障点上致使重合闸失败。
在采用快速接地刀闸后，其可以与单相重合闸配合，在故障相开关跳闸后故障相的快速接地刀闸快速合入，将故障相强制接地，消除潜供电流，使故障点的电弧熄灭，故障消除，然后快速接地刀闸再迅速打开，最后单相重合闸将故障相开关重新合闸成功，线路最终正常运行。
2、防止GIS爆炸（在侧重GIS设备介绍的相关书籍中大多是体现这个作用）。
一般的接地开关不能关合大电流，而快速接地隔离开关能合上接地短路电流。
这是因为当GIS设备内部发生接地短路时，在母线管里会产生强烈的电弧，它可以在很短的时间里将外壳烧穿，或者发生母线管爆炸。
为了能及时切断电弧电源，人为地使电路直接接地，通过继电保护装置将断路器跳闸，从而切断故障电流，保护设备不致损伤过大。
快速接地隔离开关通常都是安装在进线侧。
3、作为检修安全措施（这实际是最常见的用处了）。
说是快速接地开关，的确比普通接地开关动作速度要快，“但它若采用的是三相联动机构的话，也就是说一个机构带动三相动作，显然它根本不可能配合单相重合闸使用的”。
它也没有什么检测压力而动作来防止爆炸的功能回路。
也就是说，在设计的时候，就仅仅把它当作一个线路接地刀闸使用了，在我见过的大多数GIS中，实际使用情况都是最后一种，尽管书中不这么介绍。
快速接地刀闸功能
快速接地刀闸3年前我对这种东西也是一窍不通，后来我厂于2005年时购买了两个间隔的550KVGIS，当时参考了一本叫作《SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）》的书和三大开关厂给我们的投标文件资料，才对这种东西有了一些了解。
至于快速接地刀闸的作用，大致有如下几点：1、配合重合闸使用（在侧重电力系统的相关书籍中大多是体现这个作用）。
超高压线路在采用单相重合闸时，如果发生单相接地故障，保护动作会将故障相开关跳开，而非故障相则继续运行，这样非故障相的电压会感应到开关已跳闸的故障相上，严重的情况下，会出现故障相开关虽然已经跳闸，但是由于感应电的存在，故障点一直有电弧电流存在，也就是潜供电流。
潜供电流导致故障点不能熄弧，实际故障点等于就没有消除，此时再合闸无疑会重合到故障点上致使重合闸失败。
在采用快速接地刀闸后，其可以与单相重合闸配合，在故障相开关跳闸后故障相的快速接地刀闸快速合入，将故障相强制接地，消除潜供电流，使故障点的电弧熄灭，故障消除，然后快速接地刀闸再迅速打开，最后单相重合闸将故障相开关重新合闸成功，线路最终正常运行。
2、防止GIS爆炸（在侧重GIS设备介绍的相关书籍中大多是体现这个作用）。
一般的接地开关不能关合大电流，而快速接地隔离开关能合上接地短路电流。
这是因为当GIS设备内部发生接地短路时，在母线管里会产生强烈的电弧，它可以在很短的时间里将外壳烧穿，或者发生母线管爆炸。
为了能及时切断电弧电源，人为地使电路直接接地，通过继电保护装置将断路器跳闸，从而切断故障电流，保护设备不致损伤过大。
快速接地隔离开关通常都是安装在进线侧。
3、作为检修安全措施（这实际是最常见的用处了）。
比如我们厂550KVGIS的快速接地开关，说是快速接地开关，的确比普通接地开关动作速度要快，但它采用的也是三相联动机构，也就是说一个机构带动三相动作，显然它根本不可能配合单相重合闸使用的。
它也没有什么检测压力而动作来防止爆炸的功能回路。
GIS设备中快速接地开关的作用及工作原理探讨
GIS设备中快速接地开关的作用及工作原理探讨发表时间：2018-07-03T10:24:53.340Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李鹏杰[导读] 摘要：本文通过对GIS设备中快速接地开关与一般接地开关的功能与操作方式进行比较，详细分析了目前快速接地开关在提高单相重合闸成功率与GIS设备发生内部燃弧时的运用，并提出了快速接地开关在带电误合地刀时如何避免设备大量烧毁的应用方法。
（云南电网有限责任公司红河供电局云南省蒙自市 661100）摘要：本文通过对GIS设备中快速接地开关与一般接地开关的功能与操作方式进行比较，详细分析了目前快速接地开关在提高单相重合闸成功率与GIS设备发生内部燃弧时的运用，并提出了快速接地开关在带电误合地刀时如何避免设备大量烧毁的应用方法。
关键词：快速接地开关；GIS设备；单相接地故障；潜供电流1 引言GIS设备与常规变电站设备对比，最为明显的不同点在于出线间隔的出线隔离开关靠线路侧多装设了一把快速接地开关，而对于大部分运行人员而言这极其陌生，所以笔者在这里通过其和常规接地开关的对比并对快速接地开关的功能及原理进行详细分析，希望更多的运行人员能够对GIS设备中的快速接地开关有一个具体认识，能够在今后变电运行操作与设备维护过程中更加方便与快捷。
2 快速接地开关与一般接地开关的区别2.1功能上的差异从功能方面来说，一般接地开关主要的目的仅仅是起到在设备停电检修时两侧接地的作用，其本身并不具备灭弧和开断短路电流的功能。
而快速接地开关是一种具有关合短路电流能力的特殊用途的接地开关，具有灭弧功能，其位置装设于出线间隔的出线隔离开关靠线路侧，如图所示，除了用于切断短路电流的同时也可以做一般的线路检修接地开关使用。
图1 快速接地开关与一般接地开关位置对比图2.2操作上的差异在操作方式上，一般的接地开关多为人工就地手动操作，利用机械连杆的传动功能实现接地开关的开合，开合所需时间较长，不能够与相关二次保护相配合，其用途有很大的局限性。
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GIS设备中快速接地开关的作用及工作原理探讨
发表时间：2018-07-03T10:24:53.340Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李鹏杰
[导读] 摘要：本文通过对GIS设备中快速接地开关与一般接地开关的功能与操作方式进行比较，详细分析了目前快速接地开关在提高单相重合闸成功率与GIS设备发生内部燃弧时的运用，并提出了快速接地开关在带电误合地刀时如何避免设备大量烧毁的应用方法。
（云南电网有限责任公司红河供电局云南省蒙自市 661100）
摘要：本文通过对GIS设备中快速接地开关与一般接地开关的功能与操作方式进行比较，详细分析了目前快速接地开关在提高单相重合闸成功率与GIS设备发生内部燃弧时的运用，并提出了快速接地开关在带电误合地刀时如何避免设备大量烧毁的应用方法。
关键词：快速接地开关；GIS设备；单相接地故障；潜供电流
1 引言
GIS设备与常规变电站设备对比，最为明显的不同点在于出线间隔的出线隔离开关靠线路侧多装设了一把快速接地开关，而对于大部分运行人员而言这极其陌生，所以笔者在这里通过其和常规接地开关的对比并对快速接地开关的功能及原理进行详细分析，希望更多的运行人员能够对GIS设备中的快速接地开关有一个具体认识，能够在今后变电运行操作与设备维护过程中更加方便与快捷。
2 快速接地开关与一般接地开关的区别
2.1功能上的差异
从功能方面来说，一般接地开关主要的目的仅仅是起到在设备停电检修时两侧接地的作用，其本身并不具备灭弧和开断短路电流的功能。
而快速接地开关是一种具有关合短路电流能力的特殊用途的接地开关，具有灭弧功能，其位置装设于出线间隔的出线隔离开关靠线路侧，如图所示，除了用于切断短路电流的同时也可以做一般的线路检修接地开关使用。
图1 快速接地开关与一般接地开关位置对比图
2.2操作上的差异
在操作方式上，一般的接地开关多为人工就地手动操作，利用机械连杆的传动功能实现接地开关的开合，开合所需时间较长，不能够与相关二次保护相配合，其用途有很大的局限性。
而快速接地开关是利用电机储能或操作手柄储蓄的弹簧能量进行操作的，开合时间极短，能够瞬间动作，能实现就地操作及远方后台操作，且其能和相关二次保护配合从而实现抑制
潜供电流和防止内部燃弧的功能。
3 快速接地开关主要功能分析
3.1消除潜供电流提高单相重合闸动作成功率
电力系统运行经验表明，在大接地电流系统中，单相接地故障在短路故障中所占比重甚至能够达到90%以上，所以在220kV及以上的线路中，广泛采用单相重合闸的重合方式，发生单相接地故障时只需要断开故障相别断路器，进行单相重合闸即可，因此只要保证了发生单相接地故障时重合闸的重合成功率，那么供电可靠性就能得到很大的提高。
其中影响重合成功率因素中，潜供电流不能快速降低是导致重合闸动作不成功的重要因素之一，由于潜供电流存在，对故障点灭弧产生影响，而自动重合闸只有等故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能重合成功。
潜供电流值较大时，故障点熄弧时间较长，此时进行重合闸则极有可能动作失败！
3.1.1潜供电流的产生原因与危害
由于输电线路存在相间电容、相对地电容和互感，单相接地故障发生后，故障相两侧断
路器断开，相邻相别或相邻线路仍正常运行，通过电容耦合与电感耦合作用继续对故障点供电，其形成的电流称为潜供电流，潜供电流形成的电弧称为潜供电弧。
在220kV以上的电压等级输电线路中，潜供电流较大，潜供电弧熄弧时间长，甚至不能自行熄灭。
此时，虽然故障相断路器已经断开，但是由于潜供电流的存在，故障点还具有一定的潜供电弧，故障没有真正隔离，如果此时进行重合闸，会导致系统判断重合闸不成功，
从而进行三相跳闸，扩大事故范围。
3.1.2消除潜供电流的原理
故想要要提高重合闸成功率，消除或降低线路的潜供电流就变得极其重要。
在国内消除潜供电流的主要方法是在出线间隔的出线隔离开关靠线路侧装设快速接地开关，它主要是将故障点的开放性电弧通过短路接地使得其能够迅速消除，使故障点的潜供电流快速降低，从而使潜供电弧易于熄灭，减少燃弧时间，最终实现快速灭弧。
3.1.3快速接地开关与重合闸配合过程
故而为了保证重合闸的成功率，这就需要快速接地开关与断路器进行配合，具体的动作过程可分为以下几步：（1）线路发生单相接地故障，一次电弧产生；
（2）断路器跳闸，切断故障相一次电弧，由于运行相别对故障相别的静电耦合作用，产生潜供电弧；
（3）故障相快速接地开关迅速动作合上消除潜供电流，潜供电弧熄灭；
（4）快速接地开关断开，准备重合闸；
（5）重合闸动作，断路器合上，恢复正常运行；
这里需要注意的就是快速接地开关动作时间与重合闸动作时间的配合，其时间配合情况如图2所示：
图2 快速接地开关与重合闸配合时间图
3.2 避免GIS内部出现燃弧现象
GIS设备为封闭式集成设备，利用加压的六氟化硫气体进行绝缘与灭弧，当内部发生接地故障时，内部会产生强烈的电弧，使GIS设备内部气压急剧升高，当气压升高到一定动作值时，快速接地开关迅速动作，使得线路直接接地，引起保护动作，跳闸相关断路器，切断故障电源，快速消除GIS内部燃弧现象，降低了GIS气室压力防止气室出现爆炸，保护相关
设备不至损伤过大，而由于快速接地开关的特殊性，所以短时通过短路电流其本身也不会出现损坏。
4 个人对快速接地开关其它用途的探讨
在变电运行过程中，带电误合地刀可以说是极其严重的事故，如果此时断路器拒动，那么短路电流将会一直流过该线路上的设备，会造成巨大的危害。
在上文的论述中，我们知道快速接地开关具有关合短路电流的能力，其材质允许短时通过较大的短路电流。
在今后的发展中，如果能实现通过整定快速接地开关的动作时间与相关继电保护相配合，使其成为线路的的后备保护，在发生带电误合接地开关且断路器拒动时迅速动作，那么如图4所示，当故障发生时，快速接地开关闭合，由对侧供应过来的短路电流就直接经过快速接地开关流入大地，而且由于快速接地开关是装设在出线线路的最外侧，那么其后边的相关设备就可以得到保护，而不至于会被短路电流烧毁。
随着电力行业的高速发展，我们有理由相信在不久的将来，该功能会逐步实现，届时电网的供电可靠性将更上一层楼。
图3 故障电流流向图
6 结语
随着电力行业的不断发展，GIS设备作为一种集成度较高占地面积较小的电力设备必定是未来变电站的主要运用设备，在电网运行过程中，运行人员是接触具体设备最多，所以在日常的工作过程中，运行人员应对设备的发展趋势多了解，只有这样才能够跟上时代发展的步伐，而快速接地开关作为GIS设备中的特殊存在，其功能也颠覆了我们对过往接地开关的认知，因此我们更应该对其有深入认识，才能根据现场实际设备情况及时调整工作的模式及方法。
参考文献
[1]陈芬.浅析快速接地开关HSGS的功能作用.上海：工业与技术，2002.
[2]何柏娜.800kVGIS中采用快速接地开关抑制潜供电弧的研究.沈阳：沈阳工业大学，2006.
[3]张天子、张浩龙.浅析快速接地开关原理及优化方案.北京：科学中国人，2015.
[4]北京宏达日新电机有限公司.MS-CM30型快速接地开关机构操作说明书.北京：北京宏达日新电机有限公司，2012.。