Què és GIS (Gas-Insulated Switchgear)? Característiques Tipus i Aplicacions

Què és l'equipament GIS?

GIS és l'abreviatura en anglès de Gas Insulated Switchgear, que es tradueix completament al xinès com a Equipament de Commutació Metàl·lic Tancat amb Aillament a Gas. Normalment utilitza gas hexafluorurat de sofre (SF6) com a mitjà d'aillament i extinció d'arc. El GIS integra, a través d'un disseny optimitzat, els principals equips primaris d'una subestació—exclòs el transformador—com interrumptors (CB), interruptors de separació (DS), interruptors de terra (ES/FES), barres de bus (BUS), transformadors de corrent (CT), transformadors de tensió (VT), parafulmes (LA), terminacions de cablal, i empalmes d'entrada/sortida—en una sola bossa metàl·lica tancada, formant una unitat integrada.

Actualment, la gamma de tensions dels equips GIS és extensa, abastant des de 72,5 kV fins a 1200 kV.

Característiques dels equips GIS

El gas SF6 té excel·lents propietats dielèctriques, capacitat d'extinció d'arc i estabilitat química. Com a resultat, els equips GIS presenten una mida compacta, un àrea reduïda, una alta fiabilitat operativa, intervals llargs entre manteniments i forta resistència a les interferències electromagnètiques. A més, degut a la seva estructura totalment tancada, els components interns estan protegits contra factors ambientals externs (com pols, humitat i boirina salina), assegurant una operació estable, baix soroll electromagnètic i reducció de la càrrega de manteniment.

No obstant això, el rendiment dielèctric del gas SF6 és molt sensible a la uniformitat del camp elèctric. Defectes interns com ariesos conductors, partícules metàl·liques o defectes d'ensamblat poden conduir fàcilment a descàrregues parcials o fins i tot a l'insuficiència d'aillament. A més, la estructura tancada del GIS complica el diagnòstic i el manteniment de falles internes, amb eines de diagnòstic limitades. Un mal tancament també pot resultar en l'entrada d'aigua o la fugida de gas, comprometent la seguretat de l'equipament.

Tipus de contactes elèctrics en els circuits de conducció GIS

El circuit de conducció en el GIS consta de diversos components i es pot classificar en tres tipus basant-se en el mètode de contacte:

• Contacte Fix: Connexions elèctriques segures per meio de claus o altres elements de fixació, sense moviment relatiu durant l'operació, com la connexió entre una barra de bus i un aïllador de tipus cuixa.

• Contacte Separable: Contactes elèctrics que es poden obrir o tancar durant l'operació, com els contactes en els interrumptors i interruptors de separació.

• Contacte Deslizant o Rodant: Contactes que permeten deslizament o rodament relatiu entre les superfícies de contacte però no es poden separar, com els contactes intermediaris en el quadre de commutació.

Introducció a l'HGIS

A més del GIS, hi ha un altre tipus anomenat HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear), un equipament de commutació aïllat a gas híbrid. L'HGIS no inclou components com barres de bus, transformadors de tensió de barra de bus o parafulmes de barra de bus, resultant en una estructura més simple. És adequat per a entorns adversos o ubicacions amb restriccions d'espai i ofereix major flexibilitat en la disposició.

Classificació dels equips GIS

• Per Ubicació d'Instal·lació: Tipus interior i exterior.

• Per Estructura: Enclos únic per fase i enclos comú per tres fases. Generalment, les barres de bus a nivells de tensió de 110 kV i inferior poden adoptar el disseny d'enclos comú per tres fases, mentre que els nivells de tensió de 220 kV i superior normalment utilitzen el disseny d'enclos únic per fase per reduir el risc de falles entre fases.

Principis Bàsics d'Operació

• En condicions normals, els interrumptors i interruptors de separació GIS són principalment operats a distància. El selector "Remot/Local" hauria de ser col·locat en la posició "Remot".

• Els interruptors de terra només es poden operar localment. Durant l'operació, el selector "Interruptor de Separació/Interruptor de Terra" ha de ser canviat a la posició "Local".

• Totes les operacions han de seguir procediments programats. La clau "Liberació d'Interbloqueig" en el quadre de control ha de romandre en la posició "Interbloqueig". La clau de desbloqueig, juntament amb la clau de desbloqueig antierror informàtica, ha de ser sellada i gestionada estrictament segons les regulacions.

Requisits Bàsics d'Operació

• Per a les sales d'equips SF6 interiors freqüentment accessibles pel personal, s'ha de ventilar almenys una vegada per torn per un període no inferior a 15 minuts, amb un volum d'intercanvi d'aire que superi 3–5 vegades el volum de la sala. Les sortides d'aire haurien de estar situades a la part inferior de la sala. Per a les zones no freqüentment ingressades, s'ha de ventilar durant 15 minuts abans d'entrar.

• Durant l'operació, la tensió induïda en les parts accessibles de l'enclos i l'estructura GIS no hauria de superar els 36 V en condicions normals.

• Límits de Pujada de Temperatura:

• Parts fàcilment accessibles: no més de 30 K;

• Parts fàcilment tocables però no contactades durant l'operació: no més de 40 K;

• Parts individuals poc accessibles: no més de 65 K.

• S'ha de inspeccionar el quadre de commutació SF6 almenys una vegada al dia. Per a les subestacions sense supervisió, les inspeccions s'han de realitzar segons els procediments establerts. Les inspeccions haurien de centrar-se en comprovacions visuals d'anomalies com sons inusuals, filtracions o indicacions anòmals, amb registres adequats.