Page 33 - 电力与能源2023年第二期

第 44 卷 第 2 期 电力与能源
2023 年 4 月 127

DOI：10.11973/dlyny202302006

GIS 外壳感应电流的影响及典型发热案例分析

陈 宁，姜鑫鑫，周声华，孙 琛
（国网上海市电力公司超高压公司，上海 200063）

摘 要：气体绝缘全封闭组合电器（GIS）在运行时外壳中会出现感应电流，并可能造成设备发热的问题。讨
论了感应电流产生的机理并分析了其可能造成的影响。对一起 GIS 设备外壳接地的典型发热案例进行了分
析，提出了采用三相并接汇流后再接地的解决方案，并对设备验收以及运维人员后续维护工作给出了建议。
关键词：GIS；感应电流；发热问题；外壳接地
作者简介：陈 宁（1974—），男，高级工程师，主要从事变电运维工作。
中图分类号：TM564 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2023）02-0127-02
Analysis on the Influence of Induced Current on GIS Shell and Typical Heating Cases

CHEN Ning，JIANG Xinxin，ZHOU Shenghua，SUN Chen
（State Grid Shanghai EHV Transmission and Transformation Company，SMEPC，Shanghai 200063，China）

Abstract：Gas insulated switchgear （GIS）will induce current in the enclosure during operation，which may cause

the problem of equipment heating. This paper discusses the mechanism of induced current generation and its influ‑

ence，and analyzes a typical heating case of GIS equipment casing grounding. The solutions of grounding after
three-phase parallel connection and the suggestions for the equipment acceptance and follow-up maintenance work
of operation and maintenance personnel are proposed.

Key words：GIS，induced current，heating problem，casing grounding
气体绝缘全封闭组合电器（GIS）是以全封闭 称运行或故障时，外壳上会产生较高的环流值 。
［1］
［2］
的形式将导体、高压电器等设备集中在金属壳体 产生环流的基本原理是电磁感应 ，可以用
内，充以一定压力的 SF 6 气体以保持绝缘。当导 一个原边、副边均只有 1 匝，没有铁心的空心变压
体中流过电流时，在电磁感应的作用下 GIS 设备 器模型进行类比。设备中的高压载流导体是原边
外壳中会出现感应电流，主要是流过外壳径向、通 电路，地线和接地网、外壳接地点及外壳形成的环
过接地点流入接地网的环流。运行经验表明，环 路是副边，均只有 1 匝。当原边流过负荷电流时，
流流经 GIS 设备外壳、接地引下线、接地螺栓等部 副边即有感应电流流过。感应电流的大小与原副
位时常常会产生发热现象。某些部位的发热可能 线圈的磁通耦合特性有关，经计算感应电流虽然

会对设备的密封件产生影响，进一步发展可能会 与导电杆中的电流属于同一数量级，但明显小于
造 成 漏 气 ，进 而 引 发 设 备 故 障 。 因 此 有 必 要 对 高压导体中的电流。
GIS 外壳感应电流和其引发的热效应进行研究， GIS 的 外 壳 有 不 连 式 和 全 连 式 两 种 连 接 形
以消除感应电流对设备的影响。 式：不连式即各段外壳彼此电气隔离，不构成通
路；全连式即金属外壳连续段均连接，整体构成环
1 环流产生机理及影响
流通路。采用不连式时，各段独立不存在环流，仅
当 GIS 三相共用筒体时，三相对称运行的设备 有涡流损耗，因此外壳损耗较小，但有感应电压，
外壳中感应电流较低；而当电压等级较高时，一般采 在暂态过程中感应电压尤其明显，对设备、人身安
用三相分体的形式，在这种结构下，特别是产生不对 全不利。采用全连式时，环流造成一定的功率损