本發(fā)明涉及GIS應用技術領域或者電力傳輸技術領域，具體涉及GIS預留間隔、外部線路擴建方法及GIS設備。

背景技術：

在一些規(guī)模較大的GIS工程中，對于個別尚無投運計劃的斷路器間隔，為降低設備長期不投運所帶來的安全風險及降低首期工程預算，在變電站設計時，一般在首期建設時僅就位此間隔的主母線隔離接地開關，而此間隔的設備元件，比如斷路器、線路隔離接地開關及電流互感器等則作為遠景工程預留，此種間隔一般被稱為“斷路器預留擴建間隔”。

如圖1所示，為我們目前用到的一次主接線示意圖，其中，預留間隔的結構如圖所示，其中，1M為1M主母線，2M為2M主母線，DS/ES1為1M主母線三工位隔離/接地開關，DS2為2M主母線隔離開關。如圖2所示，為該預留間隔的結構示意圖，包括1M主母線①，2M主母線②，主母線隔離開關③，主母線隔離接地開關④。當該現(xiàn)有的預留間隔需投運時，要對預留間隔現(xiàn)場實施擴建對接工作。對于常規(guī)的預留間隔設計結構，由于帶電運行的主母線與擴建接口之間僅通過主母線隔離開關進行電氣隔離，在此情況下，為確保運行設備的安全性，對接工作需要在主母線完全停電的狀態(tài)下進行(等同于全站停電)，由此將會影響整個變電站工程和相關電力系統(tǒng)的供電計劃，造成大范圍停電，降低了擴建工作的整體安全性、可靠性及便利性，無法滿足實際工程中對預留擴建間隔不停電對接功能的要求。

而且，現(xiàn)有的預留間隔還存在以下問題：

一、現(xiàn)場擴建作業(yè)人員的安全性問題?，F(xiàn)場擴建施工時，對接作業(yè)人員不可避免要在對接口周圍活動，但由于擴建施工是在主設備正常運行的情況下進行的，對接口部止氣型絕緣子兩側存在巨大的氣壓差，如何確保作業(yè)人員在此工況下安全作業(yè)是一個亟需解決的問題。

二、預留間隔現(xiàn)場耐壓試驗對首期設備的影響問題。擴建對接工作完畢后，需要對擴建部分設備進行現(xiàn)場耐壓試驗，如何在不影響首期工程運行的前提下對擴建設備實施完整的耐壓試驗是一個亟需解決的問題。

三、預留間隔在擴建時對于突發(fā)事故的應對問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種GIS預留間隔，用以解決目前的GIS預留間隔無法滿足實際工程中對預留擴建間隔不停電對接功能要求的問題。本發(fā)明同時提供一種GIS預留間隔外部線路擴建方法及一種GIS設備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種GIS預留間隔，包括第一母線、第二母線、第一隔離開關和第二隔離開關，所述第一母線連接所述第一隔離開關的一端，所述第二母線連接所述第二隔離開關的一端，所述第一隔離開關的另一端和所述第二隔離開關的另一端通過連接導體連接，所述GIS預留間隔還包括擴建用隔離開關和用于與外部擴建線路連接的擴建接口，所述擴建用隔離開關的一端連接所述連接導體，另一端連接所述擴建接口；所述第一母線設置在第一氣室中，所述第二母線設置在第二氣室中，所述第一隔離開關設置在第三氣室中，所述第二隔離開關設置在第四氣室中，所述連接導體設置在第五氣室中，所述擴建用隔離開關設置在第六氣室中，所述擴建接口設置在第七氣室中。

所述第六氣室和第七氣室之間通過止氣式盆式絕緣子連接。

所述擴建用隔離開關的動觸頭連接所述連接導體，靜觸頭連接所述擴建接口。

所述第七氣室包括殼體，以及與殼體可拆卸裝配的封蓋。

一種GIS設備，包括GIS預留間隔，所述GIS預留間隔包括第一母線、第二母線、第一隔離開關和第二隔離開關，所述第一母線連接所述第一隔離開關的一端，所述第二母線連接所述第二隔離開關的一端，所述第一隔離開關的另一端和所述第二隔離開關的另一端通過連接導體連接，所述GIS預留間隔還包括擴建用隔離開關和用于與外部擴建線路連接的擴建接口，所述擴建用隔離開關的一端連接所述連接導體，另一端連接所述擴建接口；所述第一母線設置在第一氣室中，所述第二母線設置在第二氣室中，所述第一隔離開關設置在第三氣室中，所述第二隔離開關設置在第四氣室中，所述連接導體設置在第五氣室中，所述擴建用隔離開關設置在第六氣室中，所述擴建接口設置在第七氣室中。

所述第六氣室和第七氣室之間通過止氣式盆式絕緣子連接。

所述擴建用隔離開關的動觸頭連接所述連接導體，靜觸頭連接所述擴建接口。

所述第七氣室包括殼體，以及與殼體可拆卸裝配的封蓋。

一種GIS預留間隔的外部線路擴建方法，在施工時，降低擴建用隔離開關所在氣室的氣壓至一設定值，控制擴建接口所在氣室中的氣壓為大氣壓，然后進行后續(xù)的擴建外部線路的操作。

本發(fā)明提供的預留間隔中，帶電運行的主母線與擴建接口之間不但有主母線隔離開關(第一隔離開關和第二隔離開關)進行電氣隔離，而且還有擴建用隔離開關進行電氣隔離，在此情況下，在進行電力線路擴建時，擴建用隔離開關為斷開狀態(tài)，并且由于擴建用隔離開關的電氣隔離作用，對接工作可以在主母線正常運行下進行，無需控制主母線完全停電，由此不會影響整個變電站工程和相關電力系統(tǒng)的供電計劃，避免了大范圍停電，保證了擴建工作的整體安全性、可靠性及便利性，滿足了實際工程中對預留擴建間隔不停電對接功能的要求。而且，連接導體對應的氣室為過渡氣室，能夠在首期工程與預留擴建工程中起過渡緩沖作用，對于預留間隔擴建對接工作中所可能發(fā)生的突發(fā)事故具有良好的應對能力。

而且，在進行外部擴建時，通過將第六氣室中的氣體壓力降至一定值，將第七氣室放為大氣壓，以此來降低第六氣室與第七氣室之間的絕緣子兩側的壓差，保證作業(yè)人員在此工況下安全作業(yè)。

另外，通過設置擴建用隔離開關，試驗電壓由擴建線路一側施加，試驗范圍至擴建用隔離開關的靜觸頭停止，擴建設備全部處于現(xiàn)場耐壓試驗的范圍之內(nèi)，對擴建工作的裝配質量及絕緣性能進行充分檢驗，保證間隔送電的可靠性，在不影響首期工程運行的前提下對擴建設備實施完整的耐壓試驗。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的一次主接線示意圖；

圖2是現(xiàn)有的預留間隔的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的預留間隔的電路示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的預留間隔的結構示意圖；

圖5是基于本發(fā)明提供的預留間隔的GIS設備的電路示意圖；

圖6是擴建后的完整間隔一種實施例的電路示意圖；

圖7是擴建后的完整間隔一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

本發(fā)明提供的GIS預留間隔能夠實現(xiàn)主母線不停電安全擴建工作。如圖3所示，該GIS預留間隔包括1M主母線①，2M主母線②，主母線隔離開關DS2③，主母線隔離接地開關DS/ES1④，連接導體⑤，擴建用隔離開關DS3⑥，擴建接口⑦(本實施例以擴建對接接口為例)。

該GIS預留間隔電路中，1M主母線①通過主母線隔離接地開關DS/ES1④連接上述連接導體⑤，2M主母線②通過主母線隔離開關DS2③也連接上述連接導體⑤，即主母線隔離開關DS2③和隔離接地開關DS/ES1④的一端均連接上述連接導體⑤，而且連接導體⑤通過擴建用隔離開關DS3⑥連接擴建對接接口⑦。

該GIS預留間隔中的七個組成部分：1M主母線①，2M主母線②，主母線隔離開關DS2③，主母線隔離接地開關DS/ES1④，連接導體⑤，擴建用隔離開關DS3⑥，擴建對接接口⑦分別設置在七個獨立氣室中，這七個氣室依次命名為第一氣室至第七氣室，那么，1M主母線①設置在第一氣室中，2M主母線②設置在第二氣室中，主母線隔離開關DS2③設置在第四氣室中，主母線隔離接地開關DS/ES1④設置在第三氣室中，連接導體⑤設置在第五氣室中，擴建用隔離開關DS3⑥設置在第六氣室中，擴建對接接口⑦設置在第七氣室中。本實施例中，這七個獨立氣室中，任意兩個相鄰氣室間均設置有止氣型絕緣子，并且，以止氣型盆式絕緣子為例，比如：第六氣室和第七氣室之間設置有止氣型盆式絕緣子。另外，在正常情況下，這七個氣室中均充以SF6氣體。

而且，本實施例中，連接導體⑤連接擴建用隔離開關DS3⑥的動觸頭，擴建用隔離開關DS3⑥的靜觸頭連接擴建對接接口⑦。當然，作為其他的實施例，連接導體⑤還可以連接擴建用隔離開關DS3⑥的靜觸頭，擴建用隔離開關DS3⑥的動觸頭連接擴建對接接口⑦。

圖4所示為該預留間隔的結構。以上七個組成部分隨首期工程安裝就位，其中，1M主母線①和2M主母線②用于連接GIS設備的其他間隔，以構成一個GIS設備。主母線隔離開關DS2③和主母線隔離接地開關DS/ES1④用于將主母線與擴建對接接口⑦進行電氣隔離。連接導體⑤對應的第五氣室為過渡氣室，在首期工程與預留擴建工程中起過渡緩沖作用，并且當擴建對接及現(xiàn)場耐壓工作發(fā)生事故時，此氣室能夠起到緩沖故障影響范圍，確保帶電設備正常運行的作用。擴建用隔離開關DS3⑥對應的氣室在擴建對接工作中不但也能夠起到電氣隔離作用，而且還能夠起到過渡緩沖作用。預留間隔的擴建對接在擴建對接接口⑦處進行。

該GIS預留間隔采用全新的產(chǎn)品結構，1M主母線①和2M主母線②與擴建對接接口⑦從電氣性能及氣室劃分上均可實現(xiàn)完全獨立，連接導體⑤、擴建用隔離開關DS3⑥和擴建對接接口⑦處的氣室的設置，對于預留間隔擴建對接工作中所可能發(fā)生的突發(fā)事故具有良好的應對能力。

圖5是基于該預留間隔的GIS設備的電路示意圖。

在實際工程運行中，1M主母線①和2M主母線②持續(xù)保持通電狀態(tài)，在第三氣室和第四氣室內(nèi)，主母線隔離開關DS2③和主母線隔離接地開關DS/ES1④處于斷開狀態(tài)，對于這兩個隔離開關中的任意一個來說，位于上部的隔離開關靜觸頭與主母線電氣聯(lián)通，處于帶電狀態(tài)，位于下部的動觸頭為零電位。并且，在第三氣室和第四氣室內(nèi)充以額定設計壓力的SF6氣體，實現(xiàn)動、靜斷口間的電氣絕緣，從而在實現(xiàn)與主母線之間的電氣隔離。

現(xiàn)場擴建對接工作開始時，首先應確保主母線隔離開關DS2③和主母線隔離接地開關DS/ES1④處于斷開狀態(tài)，以隔絕主母線與擴建接口之間的電氣連接，之后將第六氣室中的氣體壓力降半，將第七氣室放為大氣壓，以此來降低絕緣子兩側壓差，絕緣子為第六氣室與第七氣室之間的絕緣子。

在實施對接時，第七氣室的封蓋及殼體需先行拆除，對接工作在絕緣子電連接部進行，由于第六氣室氣壓已降為半壓，可在很大程度上避免對接導體在與絕緣子電連接配合時，因絕緣子受力不均導致絕緣子破裂和氣體泄漏的可能性，由此也對作業(yè)人員的人身安全提供了有利保證。

在本實施例中，給出了一種擴建后的完整間隔，如圖6和圖7所示，其中，擴建的線路依次包括斷路器GCB⑧、電流互感器CT、線路側三工位隔離接地開關DS/ES4⑨和快速接地開關H-ES，斷路器GCB⑧和電流互感器CT設置在第八氣室中，線路側三工位隔離接地開關DS/ES4⑨和快速接地開關H-ES設置在第九氣室中，這兩個氣室之間也設置有止氣式絕緣子。

擴建完畢后需要對擴建設備進行現(xiàn)場耐壓試驗，試驗前第六氣室中的氣體壓力應恢復額定設計壓力，擴建用隔離開關⑥應處于斷開狀態(tài)，試驗電壓由線路側三工位隔離接地開關DS/ES4⑨側施加(圖7中的閃電狀箭頭表示試驗電壓施加的位置)，試驗范圍至擴建用隔離開關⑥的隔離斷口部停止，擴建設備全部處于現(xiàn)場耐壓試驗的范圍之內(nèi)，對擴建工作的裝配質量及絕緣性能進行充分檢驗，保證間隔送電的可靠性。

由于擴建對接工作在現(xiàn)場實施，其作業(yè)環(huán)境及施工設備相對簡陋，在實施擴建對接及現(xiàn)場耐壓工作時，存在發(fā)生事故的可能性(如對接作業(yè)不當引起產(chǎn)品零部件損壞及現(xiàn)場耐壓試驗放電事故等)，當事故發(fā)生時首先要確保首期投運設備的安全運行，在此情況下第六氣室和第七氣室的設置可很好的保證帶電設備的正常運行。

對于因對接作業(yè)造成零部件損壞的情況，其發(fā)生在絕緣子擴建對接口部的幾率較大，若絕緣子損壞，擴建用隔離開關⑥的隔離斷口則隨之失效，此時擴建對接工作應停止，為確保帶電設備正常運行，可拆除絕緣子裝配(擴建用隔離開關⑥的靜觸頭一并拆除)，并使用第七氣室封蓋對擴建對接接口⑦進行封堵，等待部品修復后重新實施擴建工作。

對于因現(xiàn)場耐壓試驗所導致的放電事故，其發(fā)生在第六氣室和第八氣室的幾率較大(耐壓試驗時擴建用隔離開關⑥的隔離斷口部存在較大電位差，第八氣室為對接氣室，可能有對接異物殘留于氣室內(nèi))。如事故發(fā)生在第六氣室，則放電產(chǎn)生的電弧分解物將覆蓋整個氣室內(nèi)壁，包括氣室兩側的止氣絕緣子，此時第六氣室應整體拆除，并使用第七氣室封蓋對第五氣室端口進行封堵。

如事故發(fā)生在第九氣室，則可按照對接作業(yè)時零部件損壞的方案進行處理，等待部品修復后重新實施擴建作業(yè)。

另外，圖2、4和7中，1M主母線①與主母線隔離開關DS2③在擴建用隔離開關DS3⑤的一側，2M主母線②和主母線隔離接地開關DS/ES1④在擴建用隔離開關DS3⑤的另一側，這只是表示一種位置關系，并不表示1M主母線①與主母線隔離開關DS2③連接，2M主母線②和主母線隔離接地開關DS/ES1④連接。

上述實施例中，擴建用隔離開關和擴建接口設置在不同的氣室中，通過分別調(diào)節(jié)兩個氣室中的氣壓，能夠降低這兩個氣室之間的絕緣子兩側存在巨大的氣壓差，這種方式在施工時能夠保證作業(yè)人員的安全作業(yè)，當然，這只是一種優(yōu)化的實施方式，作為其他的實施例，擴建用隔離開關和擴建接口還可以設置在同一個氣室中，這時就不具備上述技術效果。

上述實施例中，GIS預留間隔在擴建施工時，首先降低擴建用隔離開關所在氣室的氣壓(即第六氣室)至一設定值，控制擴建接口所在氣室(即第七氣室)中的氣壓為大氣壓，然后進行后續(xù)的擴建外部線路的操作。該施工方法基于的GIS預留間隔中有七個獨立的氣室，其中，連接導體⑤、擴建用隔離開關DS3⑥和擴建對接接口⑦分別設置在獨立氣室中，由于上述方法基于擴建用隔離開關DS3⑥所在的氣室和擴建對接接口⑦所在的氣室進行說明的，所以，連接導體⑤是否單獨設置在一個獨立氣室中對上述施工方法不會造成影響，因此，作為其他的實施例，連接導體⑤還可以和擴建用隔離開關DS3⑥設置在同一個氣室中。

以上給出了具體的實施方式，其中包括一種具體的完整間隔的電路結構以及在出現(xiàn)幾種故障時所需的處理手段等，但是，本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路和發(fā)明點在于上述預留間隔的結構，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。