变电站GIS设备安装调试中常见问题及规避途径

曹强

摘 要：GIS设备是属于一种气体绝缘金属封闭组合电器设备，具有占地面积少、运行维护工作量小、可靠性高、使用寿命长等优势，在电力系统当中已经得到较为广泛的应用，是保证变电站正常运转的十分重要的技术装备。文章以变电站GIS设备的安装调试工作为着手点，对其中的常见问题进行了简要分析，并针对性地提出了规避途径，旨在为相关工作的开展提供经验借鉴。

关键词：变电站GIS设备；安装调试；常见问题；规避途径

随着输变电技术水平的提升，GIS设备在变电站中已经实现了较为广泛的应用，其对于电网的安全稳定可靠运行会产生直接的影响。由于受到组合电气高度集成化、紧凑性的影响，在现场安装和调试GIS设备时通常会存在一些问题，给运行中埋下了安全隐患，甚至会造成设备和电网事故。因此，要针对变电站GIS设备安装调试中的常见问题找到有效的规避措施，进而保证电力系统的稳定运行。

1 GIS设备概述

GIS气体绝缘全封闭组合电器，是通过搭积木的形式将变电站除了变压器之外的全部一次设备实现优化设计和拼接组装起来的有机组合柜，其内部灌注SF6绝缘气体，外部元件组是由母线、套管、断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器和避雷器所组成。GIS设备较大程度优化了变电站的空间，将带电部分密封在SF6当中，与外部环境之间实现了有效的分隔；且金属壳体不带电，不会有触电危险，不会产生电磁干扰和噪音等问题；通常以单元或者是整个间隔的形式运输，安装位置距离地面较近，其现场安装工期有效缩短，且维护方便。但是，GIS设备发生故障不易被排查，且停电范围较大，施工和修复会受到环境的限制，这对于变电站GIS设备安装调试工作提出了较高的要求。

2 变电站GIS设备安装调试中的常见问题

2.1 气体泄漏

变电站GIS设备并不是高精尖的技术设备，其受到众多因素的影响，在零部件设计环节容易出现问题，如绝缘子、筒体等部件加工的精度相对较低，在进行安装调试的过程中的清洁和密封等工作极易被忽略，或者对筒体内壁清洁不细致，部件接口密封不严实，安装设备运行一段时间之后，SF6的气压就会发生一定程度的降低，使得GIS设备被迫停运。

2.2 内部放电

变电站GIS设备安装调试中常见问题内部放电，主要包括了托架绝缘子放电、盆式绝缘子放电。放电问题一是由于绝缘的质量没有实现严格的控制，使得绝缘材料的耐用性和绝缘效果没达到绝缘标准要求；二是在设备进行安装过程中，没有做好绝缘材料的清洁工作，使得绝缘体上粘附微小异物，不仅会对带电运行造成不利影响，严重时还会威胁人身安全。

3 变电站GIS设备安装调试常见问题的规避途径

3.1 变电站GIS设备的安装

3.1.1 严格遵守安装流程

安装流程严格执行做法为：画地面轴线、间隔就位、模块拼装、气室抽真空、气室充SF6气体、二次电缆敷设、接线，尽可能实现一次性安装合格。

3.1.2 安装环境控制

由于SF6对水分和杂质的反应较为敏感，对现场安装环境的要求也较高；且在GIS设备安装过程中，通常会将气室打开，因此要做好安装环境的控制工作，保证空气湿度<80%，尽可能减少气室的露空时间。在户外条件下进行安装时，应保证风速不大于3级，在气室打开的局部范围内还需要设置必要的遮蔽措施，温度较高的情况下做好降温工作，并严禁安装人员穿戴粗松纤维的工作服等。

3.1.3 法兰连接

法兰的连接主要包括：密封面和“0”型面两种。当密封面上具有擦伤或者是类似损伤的时候，安装人员应该利用细砂纸对擦伤处进行磨光，并保证清洁性再进行安装；在“O”型面安装前，同样要做好清洁工作，且保证“O”型圈都被均匀的压入到密封槽当中；另外，在拼接过程，要保证密封胶圈不会出现移位现象。

3.1.4 组合电气气室吸附剂的处理

GIS组合电气所使用的吸附剂通常为4A型分子筛，在其中不含有导电性和介电常数较低的粉尘等物质，且吸附性能较强，能够较好地承受高温和电弧的冲击。在GIS组合电气气室吸附剂进行处理过程中，首先要将吸附剂放置在真空干燥炉之内，将温度调至200～300℃之间进行烘干，12h后将吸附剂取出并在第一时间将其装入到气室，安装的时间应控制在≤15min。同时为了尽可能的缩减吸附剂和空气相接触的时间，对已经装入吸附剂的气室应立即进行真空处理；在安装吸附剂之前，需要对吸附剂进行称重记录，当增重超过25%的时候，表明所吸附的水分较多，应进行再生处理；另外，灭弧气室当中的吸附剂是不可再生的。

3.1.5 气室真空处理

首先，在连接管路上面增设逆止阀，避免真空装置在失电时出现泵油倒吸进气室的问题，还应指派专员进行控制处理。其次，在启动真空泵时，确保其工作正常后再启动各个管路的阀门；停泵时应先关闭阀门。再次，当抽真空达到气室内压力<133Pa时，应维持真空泵运行30min之后再停泵；静置30min后对气室绝对压力值A予以读取，5h之后对绝对压力值B予以读取；当B与A的差值<67Pa时，表示气室密封合格，可充入SF6气体。

3.2 变电站GIS设备的调试

3.2.1 避雷器检查

与常规的避雷器相比较，GIS避雷器在结构上与之呈现出较大的不同，再加受到现场条件的限制，无法进行常规的性能试验，因此，在现场并不需要对避雷器的内部进行任何处理。为了及时发现避雷器在运输的过程发生损坏问题，可以在避雷器上增设震荡或撞击指示器，当指示器动作时则可以将避雷器返厂检查；另外，对于避雷器的试验而言，可以在完成安装之后利用母线加压而实现。

3.2.2 外壳接地

为了减少总接地电阻值，变电站GIS设备通常会采用铜质的接地网，且所有连接壳体和接地网的连接线所采用的同样是铜质材料；在各个气室还具有橡胶密封圈和盆式绝缘子，因此在各筒体间需要设施跨接的铜排，且其截面积应保持和主接地网面积的相同；同时GIS电气所采用的多点接地方式的具体接地点设置应严格按照设计要求。

3.2.3 耐压试验

现场耐压试验是检验变电站GIS设备性能的最后一个环节。按照交接试验的规程，现场耐压应为出厂耐压试验电压的80%，具体试验加压操作如下：通过3kV/s的速度将试验电压升至额定运行电压，持续1～3min，对GIS设备和试验设备进行观察；然后将试验电压升至184kV，持续1min，按照以上方法分别进行每相试验。需要注意的是，GIS设备还会承受雷击过电压和操作过电压，在对其进行耐压试验时还应对其予以关注。

4 结束语

综上所述，变电站GIS设备的性能良好是电网安全运行的核心要素，GIS设备安装调试工作的正确性和高质量对电网的稳定具有决定性作用。变电站GIS设备安装调试中的常见问题主要体现在气体泄漏和内部放电两方面，因此需要严格按照安装流程进行GIS设备的安装，并做好安装前的清洁工作，注意法兰连接和气室抽真空充气两个环节；GIS设备进行调试应做好对一次回路直流电阻试验、避雷器检查、外壳接地、二次回路试验以及微水含量测量等环节的质量控制，从而保证电网运行的安全性与可靠性。

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