浅谈GIS变电站设备安装注意事项

2011-08-15林青云

科学之友 2011年8期

林青云

（广东省电力技术改进公司，广东广州 510000）

GIS设备具有占地省、施工维护工作量少、检修周期长的特点。一般地说，GIS变电站的占地面积约为常规设备变电站的1/5～1/3不等，电压等级越高，省地越明显，而且GIS设备电磁辐射小、防污性能好，因此GIS变电站在城市中心区得到越来越广泛的应用。但是，由于GIS设备的特殊性，在GIS变电站的施工测试中，应该注意清洁度、密封性、含水量等问题，笔者针对GIS设备的特点，就建设GIS变电站应重点注意问题进行探讨。

1 GIS概述及技术简介

GIS的定义为：全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘质的金属封闭开关设备。GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器原件密封在接地金属筒中，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行与传统敞开式配电装置相比较为方便、检修周期长、维护工作量小、施工迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。

GIS将变电站中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体，一般为积木式结构。总体而言，它由断路器（CB）、隔离开关（DS）、接地开关（ES）、电压互感器（VT）、电流互感器（CT）、避雷器（LA）、母线（BUS）和套管（BSG）等八大部件组成。

1.1 GIS的优点

（1）结构小型化：采用性能卓越的气体作绝缘和灭弧介质，大幅度缩小变电站的容积，实现变电站的小型化。

（2）可靠性高：带电部分全部密封于惰性气体SF6中，与盐雾、积尘、积雪等外部影响隔离，大大提高了运行的可靠性。此外还具有优良的抗地震能力。

（3）安全性好：带电部分密封于接地的金属壳内，因而无触电危险，SF6气体为惰性气体，所以无火灾危险。

（4）杜绝了对外部的不利影响：因带电部分全封闭在金属壳体内，对电磁和静电实现屏蔽，不会产生噪音和无线电干扰等问题。

（5）施工周期短：由于结构小型化，可以在制造厂实现整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，因此可以缩短现场施工的工期。

（6）维护方便，检修周期长：因结构布置合理，灭弧系统先进，延长了检修周期，提高了产品的使用寿命。又由于其结构的小型化，施工位置距地面近，使维护更方便。

1.2 GIS的缺点

（1）故障时停电范围很广，并且故障不易查出。

（2）经济成本很高。

（3）施工和修复时受环境条件的限制。

2 GIS安装工艺

（1）各单元应从内到外按间隔顺序进入安装区域，按制造厂的编号和规定的程序进行装配，不得误装。

（2）吊装用器具及吊点选择应符合产品技术要求。如吊装元件中心不平衡，应采用吊链来调节平衡后再起吊。

（3）制造厂已装配好的各电器元件，在现场组装时不应解体检查。如需现场解体时，应经制造厂同意，并在厂方人员指导下进行。

（4）使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定。

（5）密封槽内应清洁、无划伤痕迹；不能使用已用过的密封垫；不得使用变形或有伤痕的密封圈；保证密封垫清洁，位置正确。涂密封脂时，不得使其流入密封垫内侧导致与六氟化硫气体接触。

（6）用吸尘器、高纯酒精、工业洁净纸清理罐内导体、绝缘件及法兰密封面，保证罐内清洁、无杂质。盆式绝缘子应清洁完好。

（7）复核对接触头尺寸，连接导体应对准触头中心，均匀插入，不得卡阻，接触形成应符合产品的技术规定。

（8）所有螺栓的紧固均应使用力矩扳手，其力矩值应符合产品的技术规定。螺栓紧固与其他电器设备有所不同，在穿好两条螺栓后并保证其他螺栓也可穿过的情况下，必须首先紧固已穿好的螺栓（先穿的螺栓以水平位置为好），以防止在穿螺栓过程中粉尘进入。

（9）罐体对接时应用水平仪操作，垫实底部后再紧固法兰螺栓。

3 安装注意事项

3.1 运行人员应知的现场施工注意事项

（1）不要施加额外的力或重击套管、管路箱体等部位。

（2）户外施工时，避免在雨天作业。

（3）施工过程中要特别小心，防止灰尘、脏东西和潮气进入GIS内部。

（4）为防止杂质进入，施工未完成以前一定要监督厂家专业人员用塑料薄膜套盖住法兰孔。

（5）施工O形圈时，一定要注意不要损伤O形圈，监督专业人员严格按照厂家施工使用说明书的规定执行。

（6）小心保护好充气孔，不要损伤或沾污。

（7）施工前，切勿将罐体和管路上的盖板取下。

（8）在抽真空前，监督专业人员迅速放置干燥剂，以尽量缩短在大气中暴露的时间（一般不得超过1 h）。

（9）专业人员应用适当的紧固螺栓。

3.2 厂家专业人员施工前的必要准备

（1）进行现场清理，务必将地坪和地沟清理干净。

（2）按GIS设备的基础图和总体布置图要求，在地坪上用墨斗画出各间隔的间距、相距和主母线间的中心线，供GIS设备施工就位用。

（3）沿各中心线，按间隔用经纬仪测出2～4点标高，并做好记录，作为GIS就位的依据。

（4）GIS运进厂房后，按计划、程序进行施工，不得堆积。

（5）熟悉GIS设备图纸资料和作业要领。

4 运行人员在GIS施工中三大控制要点

4.1 保证GIS施工和现场施工中的清洁度

大量的资料实践证明，保证清洁度是GIS安全运行的重要条件，因此该环节的控制成为现场施工中最首要的任务。国内GIS施工现场的场地情况通常较差，为了防止起灰尘，施工前第一次清洁时应在场地洒水并用水扫净，在空气静止48 h后才开始施工。作为母线，铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑，这些微粒都是耐压实验中放电的来源，因此要特别注意保证铝导体的清洁。这就要求一方面强化对导体加工过程中的清洁检查，防止出现死区；另一方面在施工前要求厂家人员增加清洁的新手段，尽量把空心体内部死角的残留物清理出来，或者对施工前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。

4.2 密封性检查

GIS设备的密封性是保证设备高效率安全运行的重要环节。SIS使用O形圈和气体密封胶实现SF6气体与大气的隔绝，要经常检查SF6压力表读数来作为密封性的检查，气密性积累时间通常取24 h较为方便。

密封主要取决于壳体焊接质量，其次是密封圈的制造、施工调整状况。运行人员应检查并确认没有刻伤痕迹和灰尘。按照O形圈的压缩量（应小于20%）和修整的圆度，在清理罐体密封面的密封槽时，要用细砂纸，法兰边缘可以用锉刀、砂纸修磨。要可靠的放置规定尺寸和材料的O形圈，确保O形圈不被挤出。运行人员在确认法兰面无任何清洗溶剂的沉淀物、O形圈及密封槽清洁无损伤后应监督厂家专业人员在外部空气侧的整个法兰面上薄薄地涂敷一层气体密封胶，用以阻止将来运行中雨水的侵入和防锈。

4.3 抽真空及含水量检查

真空度的要求是继清洁度、密封性之后的第三个控制关键，是控制SF6含水量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也减少了罐内其他物质（绝缘体、密封体等）内所含水的水分，一般要求在充气之前真空度≤133 Pa，再继续抽真空30 min。水分对GIS运行的影响关键在于：如果没有将SF6气体控制在0 ℃以下，则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露，所附着的水珠和电弧产物发生反应生成 HF等低氟化物，从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。