摘要：本文介绍了高压带电显示装置在SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）上的应用，阐述了其工作原理及在GIS上实现的结构型式，并对比了高压带电显示装置的IEC标准、国家标准及行业标准的差异，总结了高压带电显示装置在GIS实际应用过程中出现的问题及影响因素，为GIS上使用高压带电显示装置提供了参考。

    0 引言
    高压带电显示装置（VPIS）用于开关设备中，检测及显示开关设备是否带电，具备带电闭锁和带电显示故障诊断功能，被广泛使用在电力系统中，简便快捷地为运行和检修人员提供了被监测处主回路带电状态的信息，同时配合验电器等的使用，有效防止了电气设备的误操作，保护人身的安全。
    气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）由断路器、隔离开关、维护用接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管及母线以及这些元器件的封闭外壳、伸缩节等组成，内部充入SF6气体作为绝缘和灭弧介质，由于其占地面积小、全封闭等优点，被广泛使用在各级变电站中，其安全稳定运行对现代电网的建设起到至关重要的作用。
    由于GIS一次侧电压及电流都较高，将高压带电显示装置成功使用在GIS上，为高压带电显示装置的应用提出了新的课题。本文介绍了根据GIS特点采用的高压带电显示装置的工作原理，在GIS上实现的结构型式，在GIS应用好坏的关键影响因素及相应措施等方面进行了详细的分析。

    1 工作原理
    带电显示装置按类型可分为电容式、电阻式及光学式等，在GIS设备中由于主回路电压及电流值都很高，不易直接测量，同时带电显示装置仅用于显示主回路上的带电状态，通常使用电容感应式带电显示装置，采用电容分压原理实现对于GIS一次导体带电状态的监测。
    GIS的设计通常使用外壳导体同轴结构，为不均匀电场结构，VPIS电容感应单元以外壳为支撑，处于高电位及地电位之间，一次导体和VPIS感应单元之间存在电容，VPIS本身也存在电容，带电显示装置利用电容分压原理，在VPIS感应单元上感应到电压信号，达到一定值时，激发显示器二次电路并输出带电显示和闭锁信号，其原理示意图如图1所示。

    电容分压原理：

    式中，UH、为一次导体对地电压；U2为高压带电装置检测单元电压；C1为一次导体对VPIS感应单元的电容；C2为感应单元对GIS外壳电容；Z为避雷器；CE为同轴电缆电容；CA为可调电容；CI为显示器负载电容。

    2 标准要求及对比
    由于高压带电显示装置在电力系统中被普遍使用，推动了相关标准的建立，其中包括工EC 61958:2000、G B 25081-2010 12］及D L / T 538-2006 131，它们虽然是针对VPIS的技术要求，但在阀值的要求上有所差异。GB 25081-2010及DL/T 538-2006标准中要求的阀值较I EC 61958: 2000高，在GB 25081-2010中继续细分了三相系统为中性点不接地系统及中性点接地系统的阀值有不同的要求，如表1所示。

    表1中Ur为额定相电压；Un为系统线电压。在高压带点显示装置的标准中均未对中间段电压值显示状态及如何显示做出规定，如I EC 61958: 2000中未规定10%Ur～45%Ur，是否显示及如何显示；GB 25081-2010及D L / T 538-2006中未规定15%Un～40%Un是否显示及如何显示，所以在实际执行过程中，为便于更好区分和识别GIS的带电状态，较多厂家以半闪状态表示此段电压值。

    3 结构型式
    GIS中带电显示装置的电容感应单元预先安装在GIS壳体上，显示器安装在汇控柜或与电容感应单元邻近的盒子内。将高压带电体带电与否的信号传递到发光或音响元件上，显示或同时闭锁高压开关设备，VPIS包括电容感应单元、避雷器、同轴电缆和显示器等部件，如图2所示。

    高压带电显示装置中感应单元在GIS本体上的安装方式有以下三种，包括母线管道、绝缘子金属法兰及电缆终端单元，如图3所示，1为一次侧端子盒，实现信号的传递及与GIS外壳的密封、防水防尘等功能，含有避雷器等部件，避雷器用来抑制来自于高压侧的快速暂态电压；2为带电显示装置的电容感应单元，通过该单元感应GIS一次侧导体是否带电；3为GIS一次导体，在带电状态下为高电位；4为GIS外壳，是地电位。

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