运行变电站改建工程中GIS设备安装阶段质量监理

周晓

摘要：GIS设备是气体绝缘金属封闭开关设备，多采用SF6绝缘气体。GIS设备具有运行可靠性高，环境适应能力强，体积小，占地少，安装方便，技术经济指标高等优点，因此在220kV及以上变电站工程中已广泛应用。本文介绍了GIS设备现场安装阶段的质量控制措施，在监理实践中，通过对GIS安装过程质量的跟踪控制，保证了设备安装的质量，可有效的防止返工，提高工作效率。

关键词：GIS设备；母线；间隔；抽真空；SF6气体

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

1引言

在运行变电站进行改建工程中安装GIS设备，往往存在着很大的质量风险，GIS设备产生的故障，与现场安装质量控制不到位密切相关，一旦GIS设备发生故障，后果要比分离敞开设备要严重很多，修复故障甚为复杂，经济损失较大，修复时间也比较长。而要保证改建工程中安装GIS设备顺利进行，就有必要采用正确的方法，加强监理工作，这样既能够保证工程的质量和效益，又能够保证变电站安全和稳定的运行。

2基础交验复测

监理工程师组织电气、土建施工单位共同对设备基础进行复测，对超标的预埋件进行返工处理，全部合格后办理交接手续。

2.1 基础预埋件检查：

2.1.1全部预埋件中心线误差≤±10mm；相邻基础预埋件误差≤±5mm。

2.1.2 全部预埋件顶面水平度误差≤±10mm；相邻基础或一个基础预埋件水平度误差≤±2mm。

2.2 基座预埋件（设备的独立支架基础）：

2.2.1中心线误差≤±5mm。

2.2.2 预埋件顶面水平度误差≤±2mm。

2.3 预埋接地扁钢检查验收

按设计图纸检查接地扁钢布置是否正确，扁钢规格应符合图纸要求，扁钢端头与基础的相对位置应符合图纸要求，检查有无缺漏。

3设备本体安装

监理工程师在开始安装前，应审查施工单位的专项施工方案、审查吊车年检资料和司机、起重工的岗位证书。

3.1 准备工作

3.1.1在基础的上平面测定基础轴线并通长打上墨线，以便设备吊装就位时进行校准。

3.1.2选择满足设备起重要求的吊车（一般选30t以上）、尼龙吊带和卸扣。

3.1.3应在晴天无雨、无风沙，风力小于4级、空气相对温度小于65％条件下进行。不符合上述环境条件要求时，应停止安装施工。

3.1.4基础周围不应有泥土，若周围清洁度不够，应用塑料蓬布将地面覆盖，防止尘土飞扬。专门设置可以移动的防尘罩，将正在组装的设备间隔进行防护。周围不应有施工用的自来水管和水龙头，应保持周围地面干燥。

3.2 设备分段就位、组装

监理工程师（监理员）对此过程进行旁站监理，并做好旁站记录。

3.2.1在安装现场设专用工作平台，把所需要的工具、酒精、擦试材料、密封脂等有序摆放，清洁剂、密封脂、擦试材料必须符合产品技术要求。

3.2.2在设备开箱时，要把包装的有关铁件，泡沫、塑料布等全部清理干净，用抹布清除设备外壳的尘土，尤其要认真清理连接法兰处的尘土。

3.2.3用尼龙吊带吊设备间隔（或母线筒），可防止损伤设备表面。按产品的技术规定，选用吊装器具并合理使用吊点。在产品生产厂家技术人员的指导下，按产品安装的编号和规定程序进行装配。在间隔就位时，应使其中心线与基础轴线（墨线）准确对应。

3.2.4母线筒内部清洁：设备间隔就位后卸掉端部的运输封堵端盖，及时将其与密封圈搬到工作场之外。进入母线筒内部清洁的人员需配备专用的防护服、鞋、帽。一般按照先用吸尘器再用酒清擦试的顺序进行清洁。厦天气温较高，清洁母线筒内部的人员要出很多汗，要特别注意清洁汗水，一般按照从里到外退着向外走的顺序连续擦试，不留死角，保证其内部清洁。

3.2.5管母线清洁与安装

1）将管母线开箱后，先进行清洁处理，在地面上铺设塑料蓬布，平行放置两根截面100×100左右的方木，把管母线水平放置，防止滚动和相互间碰撞且不与地面接触。认真检查母线表面有无毛刺，氧化物，用小挫刀、细砂纸进行处理，再用酒精和擦试纸清洁干净。

2）管母线安装时为了顺利插接，可使用专用工具（或自制）作导轨支撑母线，保证管母线沿着水平、轴向移动插接到位。严格控制管母线的移动方向，防止方向不正强行插如，损坏连接器。

3.2.6 法兰盘清洁与涂密封脂：

1）将运输封堵端盖卸掉，清除干净密封槽内失效的密封脂，用细砂纸砂光密封槽内部和法兰表面，再用酒精、擦试纸擦洗干净。如果不能及时连接，暂时不涂密封脂，用塑料布将法兰端口整体包住，防止灰尘进入。

2）在对接准备工作做好后及时涂密封脂，涂密封脂时应沿着密封凹槽的外侧均匀连续地涂一个闭合圈，再装入密封圈，保证密封脂既能粘牢密封圈，又不会流入密封圈的内侧与SF6气体接触。此环节应由产品厂家的技术人员亲自完成。

3.2.7 法兰连接

1）准备好：倒链、千斤顶、撬杠、梅花搬手、力矩搬手等工具。自制导向装置（圆锥形撬杠），选用长300mm，直径比螺栓孔大2mm的25#圆钢，将200mm段车制成圆锥形，端头制成Φ5mm球头，并镀锌防锈。

2）连接法兰前要认真检查母线筒内是否清洁彻底，是否有遗物，母线安装是否准确到位。检查固定的母线筒中心与基础轴线的偏差情况。如果有偏差需要调整时，通过母线管上的伸缩节及时进行校准。

3）法兰连接时，用两个导向装置穿入固定母线筒的法兰孔中（左右各一个），伸出适当长度。当吊起待连接的母线筒向固定的母线筒水平移动至100mm时，将导线装置同时穿通需要连接的两个法兰的对应螺栓孔中，用以引导两个法兰盘沿轴线方向靠扰。在水平移动时，不应有卡阻现象。在法兰靠扰过程中观察管母线的插接是否正常，螺栓孔是是否全部对齐。注意在法兰面间隔20mm时认真检查装配的上下、左右相对位置，有误差及时进行调准。在两个法兰面合拢后不得再进行位置调整，也不得分开后再合拢，以免改变密封圈和密封脂的状态，影响密封效果。

4）法兰合拢后，对称地穿入螺栓且穿向一致，把全部螺栓穿入后，逐个进行拧紧。在拧紧过程中要对称地进行，观察两法兰面之间的缝隙上下、左右均匀地逐渐减小到零。再用力矩搬手把各螺栓拧紧，并达到产品说明书的要求力矩值。

3.2.8设备本体安装好后，应及时把设备的接地端子与接地网可靠连接。

3.3 绝缘套管安装

3.3.1吊装前，先检查瓷裙是否破损，清理套管上的尘土，套管已通过有关试验项目的检测，并结果合格。

3.3.2用尼龙绳和尼龙吊带绑在产品说明书指定的吊点位置上，起吊时底部要用木板保护，防止其与地面发生摩擦。

3.3.3吊起后，在适当的高度，卸掉运输封堵盖，清理法兰面，法兰连接的方法和质量要求同前。

3.4 TA（CT）、TV（PT）的安装

3.4.1 TV安装时，用尼龙吊带正确吊在说明书指定的吊点上，按产品上的吊装标识悬吊，且注意不能翻转。安装时注意检查接线端子盒的位置是否与现场的电缆线位置一致，以方便后续施工。法兰连接的方法和质量要求同前。

3.4.2 TA的安装比TV稍复杂，一般在地面上将TA与母线筒已经对接完成，且中间也穿有管母线，安装时要保证管母线的插接准确、到位。还要特别注意TA的安装顺序是否正确，因为安装在断路器前后侧的6个TA其外形几何尺寸完全相同，只有内部线圈的检测精度不同。目前由于TA顺序安装错误造成返工的情况比较常见，原因是产品的标识不清，外部的标牌与内部电气参数没有联系起来，这也是需要生产厂家改进的地方。为了防止返工，监理人员要根据设计图上TA安装位置和参数对设备铭牌进行检查核准，必要时请生产厂家进行确认。法兰连接的方法和质量要求同前。

3.5 抽真空

监理工程师（监理员）对抽真空的过程进行巡视检查，对真空度测量进行见证。

3.5.1选用适当功率和流量的真空泵，并带有抽气逆止阀，以防止突然停电或误动作而引起破坏真空的事故。检查与真空泵连接的管件、管路、压力表有无漏气现象，管件上需备有检测真空度的截止阀和气嘴。

3.5.2抽真空设备准备就位后,先将经过烘干处理好的吸附剂装入气室内并密封好，即开始抽真空。装入吸附剂和开始抽真空的间隔时间要尽量小，一般不要超过30分钟，时间过长将影响吸附剂对绝缘气体的吸湿效能。抽真空要连续进行，在抽真空过程中，可以在不停泵的情况下在真空泵的测量气嘴上大概测量其真空度，此处不能精确代表气室内的真空度。

3.5.3抽真空的方法和技术要求

按有关规范规定，抽真空的顺序及要求为：①.真空度达到133Pa后继续抽真空30分钟以上；②.停泵并与泵隔离，静观30min后读取真空度A值；③.再静观5h以上，读取真空度B值，当B－A≤67Pa（极限允许值133 Pa）抽真空合格。在实际的施工过程中，各生产厂家为控制充入气室内SF6气体的含水量，企业标准规定将真空度提高到40Pa以上。实践证明：提高真空度，既能检查发现气室是否泄漏，同时也有利于对SF6气体的干燥处理，保证其微水量不超标。消耗了部分能源，换得了质量可靠。

3.5.4真空度测量仪表选用

目前用于测量真空度的仪表很多，有麦氏真空表，电子仪表等。为了跟踪检查抽真空过程，及时方便地检查真空度，采用电子仪表比较方便，但精度和稳定性不高。在准确测定气室内的真空度时，应采用麦氏真空表直接接在气室的测量气嘴上进行测量，所测得的真空度值比较稳定、准确。要注意正确使用麦式真空表，防止水银被吸入气室内，造成严重质量事故。

4充注SF6气体

监理工程师（监理员）对新SF6气体和气室内的SF6气体含水量检测进行旁站监理，做好记录。对充气过程进行巡视检查，对充气压力进行检查见证。

4.1注气前，检查注气用的管件、减压阀，管路要洁净，无水分、无油污，截止阀、压力表性能可靠，各连接处无漏气。

4.2 按规范规定，对SF6新气瓶应每瓶作含水量检查，以控制新气的质量，必需严格执行，不能抽检，抽检试样进行全分析。新到货的新气体应具有出厂试验报告和合格证。规范（GBJ147-90）规定新SF6气体的含水量指标，用质量比表示应≤8ppm，即8ppm＝8μg/g＝8×10-6；（ppm是错误的单位表示方法，应表示为：10-6）。规范中没有明确规定新SF6气体含水量用体积比表示的指标，实际的测量仪表多是用体积比表示。在条文件说明中有解释：

体积比＝质量比/0.123=8×10-6/0.123＝65ppm(μL/L)=65×10-6。

4.3 当设备出厂时气室内已经充有SF6气体时，在安装好准备充气前要分别对气室内原有SF6气体进行含水量测量，其结果符合规范规定的指标时，即可补充合格的新SF6气体。

4.4 向设备气室充注SF6气体的量以压力表指示为准，根据产品的技术条件，使注气压力达到额定值（注意根据现场气温，查SF6气体的压力—温度相关曲线，修SF6气体额定压力数值）。考虑到对气室内SF6气体进行取样检测会放出少量气体，一般要过充0.01 MPa。

5气室内的SF6气体含水量测量

监理工程师（监理员）要对其测量结果进行见证。

5.1气室内充入SF6气体48h后进行气体含水量测量。实际工作中，将全部的气室充SF6气体48h后，逐个气室连续进行含水量测量。

5.2 有电弧分解的隔室，含水量应小于150mL/L；

5.3 无电弧分解的隔室，含水量应小于250 mL/L；

6密封性试验

用塑料布把各气室密封部位全部包扎，至少24h以后进行测漏。采用灵敏度不低于1×10-6(体积比)的检漏仪对各气室密封部位、管道接头等处进行检测，将感应头插入到塑料包裹之内，检漏仪不应报警。

7结束语

经过对一组220kV GIS（10间隔）和一组110kV GIS（12间隔）的安装过程的质量实施跟踪控制，所有气室密封试验和器室内SF6气体含水量全部合格。其中：20%的气室真空压力在20Pa以下，其余气室的真空压力均在40Pa以下。充入气室内的SF6气体含水量，所有气室的含水量指标小于90 μL/L，其中：90%的气室含水量小于80 μL/L，60%的气室含水量小于60 μL/L。

两组GIS设备的全部耐压试验均一次顺序通过，没有发生任何影响质量的返工问题。事实进一步说明，优良的质量成果，只有通过对质量形成全过程进行有效的控制，才能够取得。施工中必须以科学的态度，一丝不苟的作风，把握关键，注意细节问题，才能保证设备安装的质量。对GIS设备安装全过程实施跟踪监理是控制质量、防止返工的有效措施。