Thiết bị đóng cắt cách điện khí áp suất cao 145kV (GIS)

Nguyên lý cách điện:

• Trong trường điện, các electron trong phân tử khí SF₆ bị dịch chuyển nhẹ khỏi hạt nhân. Tuy nhiên, do sự ổn định của cấu trúc phân tử SF₆, rất khó cho electron thoát ra và hình thành electron tự do, dẫn đến độ kháng cách điện cao. Trong thiết bị GIS (Thiết bị đóng cắt có khí cách điện), cách điện được thực hiện bằng cách kiểm soát chính xác áp suất, độ tinh khiết và phân bố trường điện của khí SF₆. Điều này đảm bảo một trường điện cách điện đồng đều và ổn định giữa các phần dẫn điện cao áp và vỏ bọc nối đất, cũng như giữa các dây dẫn pha khác nhau.

• Tại điện áp hoạt động bình thường, một số ít electron tự do trong khí nhận năng lượng từ trường điện, nhưng năng lượng này không đủ để gây ion hóa va chạm các phân tử khí. Điều này đảm bảo duy trì tính chất cách điện.

Vì khả năng cách điện, dập hồ quang và ổn định của khí SF6 rất tốt, thiết bị GIS có ưu điểm như占地面积小，灭弧能力强，可靠性高，但SF6气体的绝缘能力受电场均匀性影响很大，当GIS内部存在尖端或异物时容易出现绝缘异常。

Thiết bị GIS sử dụng cấu trúc hoàn toàn kín, mang lại ưu điểm như các thành phần bên trong không bị can thiệp từ môi trường, chu kỳ bảo dưỡng dài, khối lượng công việc bảo dưỡng thấp, nhiễu điện từ thấp, v.v., đồng thời cũng tồn tại vấn đề như công việc đại tu đơn lẻ phức tạp, phương pháp phát hiện tương đối kém, và khi cấu trúc kín bị ăn mòn và hư hỏng do môi trường bên ngoài, sẽ gây ra một loạt vấn đề như thấm nước và rò rỉ khí.

Vì khả năng cách điện, dập hồ quang và ổn định của khí SF6 rất tốt, thiết bị GIS có ưu điểm như diện tích chiếm dụng nhỏ, khả năng dập hồ quang mạnh, độ tin cậy cao, nhưng khả năng cách điện của khí SF6 bị ảnh hưởng nhiều bởi tính đồng đều của điện trường, và dễ xảy ra sự cố cách điện bất thường khi có các đầu nhọn hoặc vật lạ bên trong GIS.

Thiết bị GIS sử dụng cấu trúc hoàn toàn kín, mang lại ưu điểm như các thành phần bên trong không bị can thiệp từ môi trường, chu kỳ bảo dưỡng dài, khối lượng công việc bảo dưỡng thấp, nhiễu điện từ thấp, v.v., đồng thời cũng tồn tại vấn đề như công việc đại tu đơn lẻ phức tạp, phương pháp phát hiện tương đối kém, và khi cấu trúc kín bị ăn mòn và hư hỏng do môi trường bên ngoài, sẽ gây ra một loạt vấn đề như thấm nước và rò rỉ khí.

Sự khác biệt cốt lõi nằm ở tính thích ứng với tình huống do "ứng dụng lai của môi trường cách điện": ① So với GIS cách điện hoàn toàn bằng khí, HGIS kết nối thông qua thanh dẫn cách điện bằng không khí, giảm sự phụ thuộc vào môi trường khí kín hoàn toàn. Nó có nhiều ưu điểm hơn trong các tình huống mà không gian lắp đặt tương đối đủ nhưng cần kiểm soát kích thước của các thành phần chính; ② So với AIS cách điện hoàn toàn bằng không khí, các mô-đun chức năng chính của HGIS sử dụng cách điện bằng khí, tạo ra một cấu trúc nhỏ gọn hơn. Nó phù hợp cho các tình huống có diện tích sàn hạn chế (như trạm biến áp đô thị và giàn khoan ngoài khơi) và giảm ảnh hưởng của môi trường bên ngoài đến các thành phần chính.