浅谈EXK—0型66?kV电压等级GIS的安装与调试

王志强

摘 要：以电缆插接式、多间隔、具有母线筒的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）在使用现场的安装为例，叙述GIS产品的安装调试方法及注意事项。

关键词：GIS主体 GIS附件 隔室 连接 试验

中图分类号：TM564 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0072-02

该文主要简单介绍下66 kV电压等级GIS在沙漠环境下的安装与调试工作。由于项目位于沙漠腹地，设计工程师采用了带有插拔式电缆终端筒的GIS，以保证所有电气操作都能在室内完成，避免风沙对设备的损坏。GIS安装过程应分为安装区域的准备、设备就位、设备的清洁处理、母线和法兰连接、控制盘柜、二次线缆及接地电缆接线、SF6气体充气、调试前的现场试验等几部分。

1 安装区域的准备

安装前应划定安全区即工作区以限至通行。该区域必须禁止没有被授权工人或其他人员的随意进入。室内安装的墙壁和装修吊顶必须达到一个标准状态，即不能有粉尘，石膏不能脱落或摩擦脱落。如有必要，最好涂刷墙面束胶漆以确保室内的无尘状态。在任何环境条件下都必须防止吊顶上有冷凝水出现。安装区域的地板必须有一个坚固的表面。必须用真空清洁器清理地面，保持地面无粉尘。

GIS母线型隔离/接地组合开关由母线单元连接而成，每个母线单元的长度与间隔宽度均相等，标准的间隔宽度为1000 mm。母线单元内的导体固定在气体隔离绝缘子上，这些绝缘子与伸缩节连接在一起，伸缩节使设备在现场及今后的改扩建时便于安装和拆卸。

2 设备就位

根据设备布置平面图，在预埋的设备型钢基础上画出设备就位标记。检查基础水平度满足厂家技术要求。由于GIS带有可调节的底撬，一般GIS的基础平整度要求不高，但不能超过5 mm每米，基础全长平整度不宜超过10 mm。

GIS每个单独的隔舱间采用套管连接。设备吊装时，应根据设备布置平面图，顺序摆放，精确定位。GIS应以母线为基准线逐个隔舱安装，如果隔舱数较多，可选处于中间位置的隔舱为第一安装隔舱；如果隔舱数较少，可选择外侧的隔舱为第一安装隔舱。第一隔舱就位后，应精心调整水平，使隔舱的中心线与该隔舱基础的中心线尽可能一致，调好后将母线筒中的气体经处理放掉，再取下两端封盖，将密封面处理干净。在安装第二隔舱时，也应处理密封面，装好密封圈，调整好水平度，使其母线筒法兰与第一隔舱的母线筒法兰对正，并保证连接触头的插入深度为满足厂家技术要求。其他隔舱安装以此类推。

3 设备的清洁处理

GIS组装前首先应对设备及组装部位进行清洁处理。水、酸污物和氧气（尤其是同时出现时）均能引起设备腐蚀，这些腐蚀可能对GIS附件的机械部分有负面影响。水，尤其是和酸污物混合在一起的时候，能使SF6气体发生聚合反应，从而降低GIS的绝缘强度。基于上述原因，污染度被限制在一个腐蚀和冷凝或浓缩反应发生的级别之下是至关重要的。

首先要对打开的气体容室进行外观检查。再用沾有合适的清洁剂的抹布来擦拭绝缘子和所有的聚四氟乙烯绝缘材料。清理过的绝缘材料必须带一次性的橡胶手套才能触摸或接触。在任何环境下都不能用水来清洗绝缘材料。装配之前，清洁所有将要组装、连接和需要表面密封的金属部件。

装配材料和配套使用的清洁剂见表1：

用不起毛屑的抹布来清洁，并沾上清洁剂，来擦拭所有的零部件。应特别注意以下要求：尽量避免碰触气室的内部；；带一次性手套来清理；使用自喷式清洁剂，避免清洁剂的污染；清洁布不能含有任何溶于清洁剂的物质；用布沾清洁剂时避免清洁剂滴落或散落；用干净的布来擦除清洁剂残渣。

在清洁GIS设备的刷漆表面时，只允许使用纯净水或0.5%的肥皂水来清洁GIS设备的表面。在清洁硅橡胶套管时，应用不起毛的布沾些E1044硅脂油来清洁硅橡胶套管。并注意以下要求：清洁布不能含有任何溶于清洁剂的物质。用布沾清洁剂时避免清洁剂滴落或散落。用干净的布来擦除清洁剂残渣。

4 法兰连接

密封面必须按照下面要求严格检查：检查密封面是否有刮伤或类似的损坏；即使是细砂纸造成的刮伤也不允许；用真空清洁器清除灰尘；清洁密封表面.

法兰连接面检查合格后，开始“O”形密封圈的安装。“O”形密封圈在安装之前也必须进行清洁处理。任何有损伤或变形的“O”形密封圈都不能用于安装。在法兰连接之前，法兰紧邻的区域和连接到真空清洁器上的所有部件的附件也应清洁处理。清洁过程中，不能用真空清洁器的管嘴接触任何被用来清理的部分。清理工作完成后，首先开始“O”形密封圈的安装。导体及所有附件安装时，都应满足以下螺栓紧固力矩的要求。

①按NB305080标准，可以有3%的偏差允许；

②按GPDT049615标准，可以有3%的偏差允许；

③按GPFA820006标准，可以有20%到0%的偏差允许；不论螺栓材料。

5 控制盘柜安装、二次线缆及接地电缆敷设接线

本地控制盘是GIS操作、监控的界面，所有的命令、信号、联锁电气附件都装入了该控制盘。一般情况下，本地控制盘在出厂时已经安装到GIS设备本体上，并完成了出厂检测。但也有单独安装的情况，这种情况下，就需要GIS所在的建筑物能防止任何人为或污物的损坏。接入本地控制盘的电缆，比如从保护屏或DCS系统等接入的电流电压电缆，均将通过隔缆头进入本地控制盘。但用于控制的电缆一般都将由厂家配套提供两端带有插头的电缆。

GIS设备上的接地电缆很多，包括本地控制箱、高压电缆接入箱、避雷器、母线筒及设备撬座之间的接地连接。接地电缆的截面不宜小于120 mm2。

6 氮气排放和充入SF6气体

GIS设备出厂时，气舱内都充入了压力位150 kPa的干燥N2气。但电压互感器内已经充好了压力低于但近似150 kPa的SF6气体。当设备安装完毕后，开始气室内N2的排空和SF6气体的充入。按照设备的厂家说明书正确连接。不论是多台真空泵同时工作还是单台真空泵逐个隔舱排空，都应在管路上安装止回阀防止泵内的异物进入气室内。endprint

7 调试前的现场试验

试验的目的主要是检查运输过程中是否发生损坏设备的现象，检查现场安装情况是否满足要求，检查设备动作、保护是否满足设计要求等。现场试验的设备一般包括泄漏电阻测试仪、测漏仪、露点仪、气体密度继电器校验设备、继电保护测试装置和耐压测试装置等。试验内容一般包括电流互感器试验、SF6气体漏气量的检测、SF6气体含水量的测量、导电回路电阻测量、断路器机械特性试验、隔离开关和接地开关机械操作试验、高压工频耐压试验、联锁试验等。电流互感器一般处在GIS的核心位置，如果存在任何质量问题将会给现场安装带来很大麻烦，因此在出厂前要经过严格检验。尽管这样，用户还是要对电流互感器的极性、变比、伏安特性、二次接线的正确性进行检测。此项工作在所有试验项目的前面进行比较合适。所有在现场安装的附件与设备主体间的连接均应测试泄露电阻，包括隔舱之间、母线和高压电缆接入舱之间、母线和接地开关之间、控制箱和接地开关之间、断路器和母线之间、断路器合口等等。在检查气体密度继电器时，应严格按照SF6的检测规程执行，并按厂家要求记录备案。气密性检查点主要包括所有法兰连接位置、所有气体连接位置。其他位置已经在设备出厂时做过严格的检查，现场不用再次测试。所有的气室都必须用露点仪来测量SF6气体内的水分含量。为了正确测量SF6气体内的水分含量，使GIS气室内原有的水分和新充入的干燥的SF6气体充分融合均匀，应在完成SF6充气后的两周后再进行测试。

测量时还应注意以下事项①测量SF6气体含水量的仪器种类较多，测量时应阅读所使用仪器的说明书，严格按照说明书中使用方法测量。②从被测产品到测量仪器的连接管路应该采用不锈钢或聚四氟乙烯材料，管路要短而细。测量所用的减压阀应当是小型的，管路的连接头的气密性要好。③当测量隔室的充气压力在0.03～0.05 MPa时，有的水分仪因为气体流量较小而不能测，可以往该隔室补充一点气体，使其气体压力为0.1 MPa即可。④在现场有时需要测量新的高纯氮气和新的SF6气体的含水量。高纯氮气的含水量应当在10 ppm（v/v）以下，新的SF6气体含水量虽然国家标准规定为64 ppm（v/v），但是在实际工作中，大多数情况都低于这个数值。

上述所有测试结果满足要求后，再进行设备机械性能的测试。①断路器的机械试验.断路器是GIS的核心部分。在一次设备组装后，就可以将每一个间隔的断路器的SF6气体补充到额定压力，然后对断路器进行机械操作，测量它的合闸时间、分闸时间和三极同期时间等机械特性参数。测量断路器的时间特性的方法仍然可以采用光线示波器，但是现在大多数采用各种型号的高压开关机械特性测试仪。由于断路器已经经过出厂试验，所以在现场试验中一般不会出现异常现象。②隔离开关和接地开关分一般型和快速动作两种，除快速动作的隔离开关和接地开关可以根据要求测量它的时间特性外，一般情况只进行机械操作试验。即当GIS主体和附件全部安装完，并充好SF6气体后，检查每一台隔离开关和接地开关是否能够可靠操作。

现场对隔离开关和接地开关的电动操作中，有时会出现拒动情况，这时就要查找原因。有些隔离开关或接地开关在工厂装配后因为某些原因没有进行电动操作试验，到现场后如果发生拒动情况，首先应检查线路是否有错误，然后再检查线路连接质量和操动机构辅助开关触点是否导通。对于在厂内已经作过电动操作的隔离开关和接地开关，在现场发生拒动情况，只是检查线路每一个接头是否松动和辅助开关触点是否接触。

耐压试验应在高压电缆接入之前进行。耐压值的选择应根据厂家要求和国际标准，注意IEC标准和IEEE标准有不同的要求。一般现场试验的耐压值为出厂检验值的80%。升压速度和降压速度一般为1 kV/s。GIS的耐压试验与空气绝缘或真空绝缘的设备相比较时，主要是耐压设备与GIS设备的连接方法不同。GIS的结构特殊，耐压设备的试验变压器输出端必须经过法兰连接器才能与GIS设备连接，所以必须准备专用的耐压设备。联锁试验。GIS的断路器、隔离开关和接地开关在机械操作试验时一般都是在未接入联锁线路情况下进行的，所以在工程的最后要检查全部控制线路的联锁功能是否正确无误。检查方法是，将每一个汇控柜控制盘上的开关转到联锁位置，然后按照二次线路图中的联锁线路逻辑原理，在汇控柜上对每一个间隔的每一个隔离开关和接地开关进行操作。操作中如果发生异常现象，就要根据其原理图中的每一个联锁触点逐个查找。

在汇控柜上对全部联锁线路检查满足要求后，用户最后要在变电站的中心控制台对全部断路器、隔离开关和接地开关进行操作和时间特性的调整。最后将GIS两端分别与电缆终端连接，等待投入运行

8 结语

GIS的现场安装是一项烦琐复杂的工作，事前应拟定安装流程图、检测程序和工艺标准，安装工艺是保证安装质量的重要措施，安装人员在安装前必须认真学习相关规定和工艺标准，技术人员、专业工程师要深入工作现场，及时纠正违规、违章作业，记录分析测试结构，方能避免安装的返工或返修，确保安装质量。

参考文献

[1] 德国ABB有限责任公司EXK-0型GIS说明书[S].

[2] 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程（DL/T618-1997）[S].

[3] 刘增良，刘国亭.高电压技术[M].中国电力出版社，2004.endprint

7 调试前的现场试验

试验的目的主要是检查运输过程中是否发生损坏设备的现象，检查现场安装情况是否满足要求，检查设备动作、保护是否满足设计要求等。现场试验的设备一般包括泄漏电阻测试仪、测漏仪、露点仪、气体密度继电器校验设备、继电保护测试装置和耐压测试装置等。试验内容一般包括电流互感器试验、SF6气体漏气量的检测、SF6气体含水量的测量、导电回路电阻测量、断路器机械特性试验、隔离开关和接地开关机械操作试验、高压工频耐压试验、联锁试验等。电流互感器一般处在GIS的核心位置，如果存在任何质量问题将会给现场安装带来很大麻烦，因此在出厂前要经过严格检验。尽管这样，用户还是要对电流互感器的极性、变比、伏安特性、二次接线的正确性进行检测。此项工作在所有试验项目的前面进行比较合适。所有在现场安装的附件与设备主体间的连接均应测试泄露电阻，包括隔舱之间、母线和高压电缆接入舱之间、母线和接地开关之间、控制箱和接地开关之间、断路器和母线之间、断路器合口等等。在检查气体密度继电器时，应严格按照SF6的检测规程执行，并按厂家要求记录备案。气密性检查点主要包括所有法兰连接位置、所有气体连接位置。其他位置已经在设备出厂时做过严格的检查，现场不用再次测试。所有的气室都必须用露点仪来测量SF6气体内的水分含量。为了正确测量SF6气体内的水分含量，使GIS气室内原有的水分和新充入的干燥的SF6气体充分融合均匀，应在完成SF6充气后的两周后再进行测试。

测量时还应注意以下事项①测量SF6气体含水量的仪器种类较多，测量时应阅读所使用仪器的说明书，严格按照说明书中使用方法测量。②从被测产品到测量仪器的连接管路应该采用不锈钢或聚四氟乙烯材料，管路要短而细。测量所用的减压阀应当是小型的，管路的连接头的气密性要好。③当测量隔室的充气压力在0.03～0.05 MPa时，有的水分仪因为气体流量较小而不能测，可以往该隔室补充一点气体，使其气体压力为0.1 MPa即可。④在现场有时需要测量新的高纯氮气和新的SF6气体的含水量。高纯氮气的含水量应当在10 ppm（v/v）以下，新的SF6气体含水量虽然国家标准规定为64 ppm（v/v），但是在实际工作中，大多数情况都低于这个数值。

上述所有测试结果满足要求后，再进行设备机械性能的测试。①断路器的机械试验.断路器是GIS的核心部分。在一次设备组装后，就可以将每一个间隔的断路器的SF6气体补充到额定压力，然后对断路器进行机械操作，测量它的合闸时间、分闸时间和三极同期时间等机械特性参数。测量断路器的时间特性的方法仍然可以采用光线示波器，但是现在大多数采用各种型号的高压开关机械特性测试仪。由于断路器已经经过出厂试验，所以在现场试验中一般不会出现异常现象。②隔离开关和接地开关分一般型和快速动作两种，除快速动作的隔离开关和接地开关可以根据要求测量它的时间特性外，一般情况只进行机械操作试验。即当GIS主体和附件全部安装完，并充好SF6气体后，检查每一台隔离开关和接地开关是否能够可靠操作。

现场对隔离开关和接地开关的电动操作中，有时会出现拒动情况，这时就要查找原因。有些隔离开关或接地开关在工厂装配后因为某些原因没有进行电动操作试验，到现场后如果发生拒动情况，首先应检查线路是否有错误，然后再检查线路连接质量和操动机构辅助开关触点是否导通。对于在厂内已经作过电动操作的隔离开关和接地开关，在现场发生拒动情况，只是检查线路每一个接头是否松动和辅助开关触点是否接触。

耐压试验应在高压电缆接入之前进行。耐压值的选择应根据厂家要求和国际标准，注意IEC标准和IEEE标准有不同的要求。一般现场试验的耐压值为出厂检验值的80%。升压速度和降压速度一般为1 kV/s。GIS的耐压试验与空气绝缘或真空绝缘的设备相比较时，主要是耐压设备与GIS设备的连接方法不同。GIS的结构特殊，耐压设备的试验变压器输出端必须经过法兰连接器才能与GIS设备连接，所以必须准备专用的耐压设备。联锁试验。GIS的断路器、隔离开关和接地开关在机械操作试验时一般都是在未接入联锁线路情况下进行的，所以在工程的最后要检查全部控制线路的联锁功能是否正确无误。检查方法是，将每一个汇控柜控制盘上的开关转到联锁位置，然后按照二次线路图中的联锁线路逻辑原理，在汇控柜上对每一个间隔的每一个隔离开关和接地开关进行操作。操作中如果发生异常现象，就要根据其原理图中的每一个联锁触点逐个查找。

在汇控柜上对全部联锁线路检查满足要求后，用户最后要在变电站的中心控制台对全部断路器、隔离开关和接地开关进行操作和时间特性的调整。最后将GIS两端分别与电缆终端连接，等待投入运行

8 结语

GIS的现场安装是一项烦琐复杂的工作，事前应拟定安装流程图、检测程序和工艺标准，安装工艺是保证安装质量的重要措施，安装人员在安装前必须认真学习相关规定和工艺标准，技术人员、专业工程师要深入工作现场，及时纠正违规、违章作业，记录分析测试结构，方能避免安装的返工或返修，确保安装质量。

参考文献

[1] 德国ABB有限责任公司EXK-0型GIS说明书[S].

[2] 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程（DL/T618-1997）[S].

[3] 刘增良，刘国亭.高电压技术[M].中国电力出版社，2004.endprint

7 调试前的现场试验

试验的目的主要是检查运输过程中是否发生损坏设备的现象，检查现场安装情况是否满足要求，检查设备动作、保护是否满足设计要求等。现场试验的设备一般包括泄漏电阻测试仪、测漏仪、露点仪、气体密度继电器校验设备、继电保护测试装置和耐压测试装置等。试验内容一般包括电流互感器试验、SF6气体漏气量的检测、SF6气体含水量的测量、导电回路电阻测量、断路器机械特性试验、隔离开关和接地开关机械操作试验、高压工频耐压试验、联锁试验等。电流互感器一般处在GIS的核心位置，如果存在任何质量问题将会给现场安装带来很大麻烦，因此在出厂前要经过严格检验。尽管这样，用户还是要对电流互感器的极性、变比、伏安特性、二次接线的正确性进行检测。此项工作在所有试验项目的前面进行比较合适。所有在现场安装的附件与设备主体间的连接均应测试泄露电阻，包括隔舱之间、母线和高压电缆接入舱之间、母线和接地开关之间、控制箱和接地开关之间、断路器和母线之间、断路器合口等等。在检查气体密度继电器时，应严格按照SF6的检测规程执行，并按厂家要求记录备案。气密性检查点主要包括所有法兰连接位置、所有气体连接位置。其他位置已经在设备出厂时做过严格的检查，现场不用再次测试。所有的气室都必须用露点仪来测量SF6气体内的水分含量。为了正确测量SF6气体内的水分含量，使GIS气室内原有的水分和新充入的干燥的SF6气体充分融合均匀，应在完成SF6充气后的两周后再进行测试。

测量时还应注意以下事项①测量SF6气体含水量的仪器种类较多，测量时应阅读所使用仪器的说明书，严格按照说明书中使用方法测量。②从被测产品到测量仪器的连接管路应该采用不锈钢或聚四氟乙烯材料，管路要短而细。测量所用的减压阀应当是小型的，管路的连接头的气密性要好。③当测量隔室的充气压力在0.03～0.05 MPa时，有的水分仪因为气体流量较小而不能测，可以往该隔室补充一点气体，使其气体压力为0.1 MPa即可。④在现场有时需要测量新的高纯氮气和新的SF6气体的含水量。高纯氮气的含水量应当在10 ppm（v/v）以下，新的SF6气体含水量虽然国家标准规定为64 ppm（v/v），但是在实际工作中，大多数情况都低于这个数值。

上述所有测试结果满足要求后，再进行设备机械性能的测试。①断路器的机械试验.断路器是GIS的核心部分。在一次设备组装后，就可以将每一个间隔的断路器的SF6气体补充到额定压力，然后对断路器进行机械操作，测量它的合闸时间、分闸时间和三极同期时间等机械特性参数。测量断路器的时间特性的方法仍然可以采用光线示波器，但是现在大多数采用各种型号的高压开关机械特性测试仪。由于断路器已经经过出厂试验，所以在现场试验中一般不会出现异常现象。②隔离开关和接地开关分一般型和快速动作两种，除快速动作的隔离开关和接地开关可以根据要求测量它的时间特性外，一般情况只进行机械操作试验。即当GIS主体和附件全部安装完，并充好SF6气体后，检查每一台隔离开关和接地开关是否能够可靠操作。

现场对隔离开关和接地开关的电动操作中，有时会出现拒动情况，这时就要查找原因。有些隔离开关或接地开关在工厂装配后因为某些原因没有进行电动操作试验，到现场后如果发生拒动情况，首先应检查线路是否有错误，然后再检查线路连接质量和操动机构辅助开关触点是否导通。对于在厂内已经作过电动操作的隔离开关和接地开关，在现场发生拒动情况，只是检查线路每一个接头是否松动和辅助开关触点是否接触。

耐压试验应在高压电缆接入之前进行。耐压值的选择应根据厂家要求和国际标准，注意IEC标准和IEEE标准有不同的要求。一般现场试验的耐压值为出厂检验值的80%。升压速度和降压速度一般为1 kV/s。GIS的耐压试验与空气绝缘或真空绝缘的设备相比较时，主要是耐压设备与GIS设备的连接方法不同。GIS的结构特殊，耐压设备的试验变压器输出端必须经过法兰连接器才能与GIS设备连接，所以必须准备专用的耐压设备。联锁试验。GIS的断路器、隔离开关和接地开关在机械操作试验时一般都是在未接入联锁线路情况下进行的，所以在工程的最后要检查全部控制线路的联锁功能是否正确无误。检查方法是，将每一个汇控柜控制盘上的开关转到联锁位置，然后按照二次线路图中的联锁线路逻辑原理，在汇控柜上对每一个间隔的每一个隔离开关和接地开关进行操作。操作中如果发生异常现象，就要根据其原理图中的每一个联锁触点逐个查找。

在汇控柜上对全部联锁线路检查满足要求后，用户最后要在变电站的中心控制台对全部断路器、隔离开关和接地开关进行操作和时间特性的调整。最后将GIS两端分别与电缆终端连接，等待投入运行

8 结语

GIS的现场安装是一项烦琐复杂的工作，事前应拟定安装流程图、检测程序和工艺标准，安装工艺是保证安装质量的重要措施，安装人员在安装前必须认真学习相关规定和工艺标准，技术人员、专业工程师要深入工作现场，及时纠正违规、违章作业，记录分析测试结构，方能避免安装的返工或返修，确保安装质量。

参考文献

[1] 德国ABB有限责任公司EXK-0型GIS说明书[S].

[2] 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程（DL/T618-1997）[S].

[3] 刘增良，刘国亭.高电压技术[M].中国电力出版社，2004.endprint