浅谈SF6封闭式组合电器的特点及安装

2013-08-15李强

山东工业技术 2013年14期

李强

（国网山东省电力公司经济技术研究院，山东济南250000）

SF6封闭式组合电器即GIS。是由英文Gas Insulated Switchgear的缩写，意思是“气体绝缘开关”，顾名思义是以气体为绝缘介质的开关设备。GIS的中文意思也可以称为“高压全封闭组合电器”。它将一座变电站中除变压器以外的一切设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、母线、避雷器进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。GIS有效地缩小占地面积，元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点，已经成为现代高压电器发展的主流。GIS实现了小型化，模块化，绝缘不受外界影响；对周围不产生电磁场，杂音和无线电干扰，合乎环保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置灵活，安装周期短，维护方便和检修周期长等优点的开关装置。GIS的安装与调试作为GIS质量控制中的重要一环,其安装质量的好坏直接影响到GIS日后的运行质量与安全。下面就谈谈自己对SF6封闭式组合电器安装的肤浅看法。

1 SF6封闭式组合电器特点及应用

GIS组合电器采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化结构。GIS具有可靠性高、安全性好，杜绝对外部的不利影响。隔离开关和接地开关设置有特殊的结构，保证隔离开关有很高的开合母线转换电流能力，接地开关有优良的开断感应电流的能力。

1.1 GIS组合电器的重要性

GIS组合电器设备的所有带电部分都被金属外壳所包围，它是用铝合金、不锈钢、无磁铸钢的材料组成。外壳用铜母线接地，内部充有一定压力的SF6气体。GIS组合电器设备的高度集成化、紧凑性，在现场安装中任何的疏忽都将留下其运行中存在的隐患，严重的将造成设备和电网事故。其绝缘性能、灭弧性能都比空气要好得多。GIS设备的电场结构是用同轴圆柱体间隙，故为稍不均匀电场，而常规变电站则是棒-板组成的不均匀电场。由于GIS的间隔设备操作全部使用电气化，并能实现微机遥控操作，大大简化了变电运行操作程序，减轻了运行人员的工作强度。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。

1.2 GIS组合电器的结构特点

GIS组合电器最大限度地缩小整套配电装置的占地面积和空间体积，结构十分紧凑，采用积木式结构组合在一起，并全部封闭在金属外壳内。由于GIS的带电部分全部密封在SF6气体中，能消除外部环境因素对设备的影响与干扰，在重污染、高海拔、多盐雾、多地震地区和高层建筑内部及地下室使用具有常规开关设备无法比拟的优越性。对周围不产生电磁场，杂音和无线电干扰，合乎环保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置灵活，它能够实现自动控制，操作简单，可达到少维护或免维护的要求，使用寿命可长达30年。特别适用于沿海、高原、污秽严重的地区使用。

1.3 GIS组合电器的应用

随着经济的迅猛发展，GIS组合电器的使用量每年大约按15%的速度增加。一般用于由于场地大小限制，无法安装敞开式断路器和刀闸、地刀的变电站，因为封闭组合电器占地面积比同样的敞开式断路器和刀闸、地刀要小很多，但是费用要更高，所以一般用于面积受限的变电站，可用于湿热、污秽、高寒地区等严酷环境条件，符合小型化、自动化的要求。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。

2 SF6封闭式组合电器的安装

在安装SF6封闭式组合电器时，必须选派施工经验丰富、责任心强，有高水平技术的人员进行工作，准备好安装设备，在尘土较大的环境下，要准备防尘帐棚。安装过程中要注意三大要素，即：清洁度、密封性和真空度。SF6封闭式组合电器的结构特点决定了安装过程的GIS的运行质量。

2.1 基础预埋

根据设计图，厂家施工图纸对基础水平进行测量和位置确认，并确认GIS接地线的位置及其长度。预埋件及预留孔符合设计要求，预埋件牢固。GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供，但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的。混凝土基础及构支架达到允许安装的强度和刚度，设备支架焊接质量符合要求。常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类。其中预埋螺栓的施工较简单，但调节性差，如果螺栓遇到楼板钢筋，则需要调整螺栓位置，并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔，然后对开孔进行防锈处理。而预埋槽钢则不存在上述问题，因此应用较多。

2.2 间隔就位、链接母线

SF6封闭式组合电器对水分和杂质特别敏感，安装现场的环境要求严格控制。由于GIS安装时需要打开气室，所以安装必须在晴朗天气下进行，空气湿度小于80%，气室打开后必须连续进行安装到真空处理。如果在户外安装，控制风速小于3级，必要时在打开气室的局部范围内设置遮蔽措施，安全区域必须控制扬尘。施工人员头发必须包裹在帽子中，佩戴口罩。采取降温措施，防止安装人员汗水进入气室内部。PT间隔就是安装与母线连接的电压互感器的间隔。PT间隔操作母线PT与母线避雷器等设备的运行，为二次设备提供母线电压。母联间隔是由各段母线连接时需要母联来实现的，母联就是实现各段母线的连接和断开的开关。

2.3 操动机构的安装

操动机构固定应牢靠，底座或支架与基础间的垫片不宜超过3片，总厚度不应超过20mm，并与断路器底座标高相配合，各片间应焊牢固。加热装置的绝缘及控制元件的绝缘良好，各种接触器、继电器、微动开关、压力开关和辅助开关的动作应准确可靠，接点应接触良好，无烧损或锈蚀，分、合闸线圈的铁芯应动作灵活，无卡阻。

2.4 GIS现场试验

GIS设备安装完毕后，在施工现场做试验，检验在安装过程中是否符合国家规定的安装规程。首先进行回路电阻测量，在元件调试之前应测量主回路电阻，以检查主回路中的联结和触头接触情况，并采用直流压降法测量，测试电流不小于100A。回路的电阻主要取决于触头间的接触电阻,其大小直接影响通过工作电流时是否产生温升不合格及通过短路电流时的耐受性能,是反映现场安装质量的重要依据。其次是绝缘电阻测量，用兆欧表测量绝缘电阻。绝缘电阻不能检测出局部缺陷。再次，进行耐压试验，严格检查总体安装后的绝缘性能是否完好，验证是否存在各种隐患导致内部故障，GIS主回路的每一部分都应进行耐压试验。选定的试验程序应使每个部件都至少施加一次试验电压。GIS的每一部件均已按选定的试验程序耐受规定的试验电压而无击穿放电，则认为整个GIS通过试验。如果发生击穿放电，可进行重复试验，如果重复耐压失败，须将设备解体，打开放电间隔，仔细检查绝缘损坏情况，采取必要的修复措施，再进行规定的耐压试验。