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氣體絕緣金屬封閉開關設備（gas insulated switchgear, GIS）以其體積小、可靠性高等優(yōu)點，在超、特高壓輸變電工程中得到了廣泛應用。然而，GIS氣室內(nèi)SF6氣體干燥與否對其安全運行尤為重要。

在GIS中，原則上不允許有水分存在，但在實際安裝時，環(huán)境中的水分不可避免地會進入設備內(nèi)部。過量的水分將大大降低系統(tǒng)的絕緣性能，嚴重威脅GIS安全穩(wěn)定運行，需要花費大量人力物力來重新安裝調(diào)試設備。因此，對安裝完成后的GIS氣室水分含量進行預估具有重要意義。

相關研究僅對GIS內(nèi)水分來源進行闡述，以及在GIS水分處理流程上展開研究，并沒有學者在高電壓領域針對不同安裝環(huán)境下進入GIS的水分含量進行系統(tǒng)性的探索。

福州大學電氣工程與自動化學院等單位的研究人員針對GIS在安裝過程中受環(huán)境溫濕度的影響，導致安裝完成后氣室剩余水分含量過高而需要重新安裝的問題，提出一種考慮安裝環(huán)境溫濕度的GIS氣室水分含量計算方法，可通過安裝環(huán)境溫度及相對濕度等參數(shù)來預測安裝完成后氣室的水分含量。

圖1 GIS安裝流程

該方法首先計算在氣室密封前進入的總水分量，其次通過所設計的GIS安裝流程計算干燥處理后氣室剩余水分量，最后計算平衡后SF6氣體水分體積分數(shù)，并在安裝環(huán)境模擬室中進行試驗來驗證計算模型的準確性。

圖2 GIS安裝環(huán)境模擬室布局

圖3 暴露試驗氣室

仿真和試驗證明，隨著安裝環(huán)境溫度及相對濕度的增加，氣室內(nèi)SF6氣體中水分體積分數(shù)也在逐漸增大，且計算模型與試驗結(jié)果之間的誤差在15%以內(nèi)，因此該法可較好地預測安裝環(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導致設備重新安裝。

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