145kV Hochspannungs-Gasgefüllte Schaltanlage (GIS)

Isolierprinzip:

• Im elektrischen Feld werden die Elektronen in den SF₆-Gas-Molekülen leicht von den Kernen abgelenkt. Aufgrund der Stabilität des SF₆-Molekülgefüges ist es jedoch schwierig für die Elektronen, zu entweichen und freie Elektronen zu bilden, was zu einem hohen Isolationswiderstand führt. In GIS (Gas-isolierte Schaltanlagen) wird die Isolation durch die präzise Kontrolle des Drucks, der Reinheit und der Verteilung des elektrischen Feldes des SF₆-Gases erreicht. Dies gewährleistet ein gleichmäßiges und stabiles isolierendes elektrisches Feld zwischen den hochspannungsführenden Teilen und dem geerdeten Gehäuse sowie zwischen den verschiedenen Phasenleitern.

• Bei normaler Betriebsspannung gewinnen die wenigen freien Elektronen im Gas Energie aus dem elektrischen Feld, aber diese Energie reicht nicht aus, um eine Kollisionionisation der Gas-Moleküle zu verursachen. Dies sichert die Erhaltung der Isolierungseigenschaften.

Wegen der ausgezeichneten Isolier-, Bogenlösch- und Stabilitätsleistung von SF6-Gas verfügen GIS-Geräte über Vorteile wie geringen Platzbedarf, starke Bogenlöschfähigkeit und hohe Zuverlässigkeit. Allerdings wird die Isolierfähigkeit des SF6-Gases stark durch die Gleichmäßigkeit des elektrischen Feldes beeinflusst und es ist leicht zu Isolierungsanomalien, wenn Spitzen oder Fremdkörper im GIS vorhanden sind.

GIS-Geräte nutzen eine vollständig geschlossene Struktur, was Vorteile wie keine Umweltbeeinflussung der internen Komponenten, langer Wartungszyklus, geringer Wartungsaufwand und geringe elektromagnetische Störungen mit sich bringt. Gleichzeitig gibt es jedoch Probleme wie komplexe Einzelüberholungsarbeiten und relativ schlechte Detektionsmethoden. Wenn die geschlossene Struktur durch die äußere Umgebung angegriffen und beschädigt wird, führt dies weiterhin zu einer Reihe von Problemen wie Wassereinbruch und Luftleckage.

Der wesentliche Unterschied liegt in der Szenarioanpassung, die durch die "hybride Anwendung von Isoliermedien" ermöglicht wird: ① Im Vergleich zu vollständig gasisolierten GIS-Systemen verbindet HGIS über luftisolierte Busleitungen und verringert die Abhängigkeit von einer vollständig geschlossenen Gasumgebung. Es bietet Vorteile in Szenarien, in denen der Installationsraum relativ ausreichend, aber das Volumen der Kernkomponenten kontrolliert werden muss; ② Im Vergleich zu vollständig luftisolierten AIS-Systemen nutzen die kernfunktionalen Module von HGIS eine Gasisolierung, was zu einer kompakteren Struktur führt. Es ist für Szenarien mit begrenztem Bodenraum (wie städtische Umspannwerke und Offshore-Plattformen) geeignet und reduziert den Einfluss der externen Umgebung auf die Kernkomponenten.