基于变电站GIS设备安装过程的控制要点分析

苗园

摘 要：变电站GIS设备安全运行直接影响到电网的安全稳定性，本文在简单介绍GIS设备的功能的基础上，从清洁度、密封性、真空度三大要素具体说明变电站GIS在安装过程中需要注意的问题。

关键词：变电站GIS设备；清洁度；密封性；真空度

中图分类号：TM411 文献标志码：A

0 前言

GIS是一种SF6全封闭组合电器，所有带电部分都被金属外壳所包围，多用铝合金、不锈钢和无瓷铸钢等材料组成，外壳用铜导体接地，内部充有一定压力的SF6气体。GIS设备由断路器、隔离开关、接地刀闸、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器、进行套管和出线套管等电气元件组合而成。其占地面积小、受自然环境影响较少、运行安全可靠、维护工作量少、检修周期长、安装施工工期短、没有无线干扰和噪声干扰等优点。

GIS设备自身结构特点可知控制GIS设备质量的关键阶段在于设计、制造和安装三大阶段。而控制好GIS设备的安装质量是最后一个关键阶段。长期实践表明，与安装质量紧密相关的有三大控制要点，分别为：清洁度、密封性和真空度。

1 清洁度

如果GIS设备内部存在污秽物如灰尘颗粒、金属微粒等，内部导体有划痕或者凹凸不平的情况，有可能会改变GIS内部的电场的结构性能，从而引发电场畸变而导致产生过电压后绝缘击穿，进而演变成设备故障。所以，保证清洁度是GIS设备现场安装中首要的控制要点。

1.1 对安装场地的清洁度要求

变电站现场安装场地的条件一般比较差，不符合GIS设备安装的清洁度要求。所以在GIS设备安装时，必须做到：（1）为了防止自然环境中的灰尘，安装前须在安装场地洒水并将水分擦干净，且在空气中静止48h后才能开始安装工作；（2）安装过程中，设专人负责对安装工作区进行吸尘，安装人员着装符合安装工作要求的服装后方可进入安装工作区，其他人员未经允许不得进入；（3）必须封堵其他区域和工作区连通的孔洞，并用塑胶布对交叉施工面进行隔离，保证安装工作区的清洁度。

1.2 对GIS设备清洁度要求

1.2.1 检查GIS设备的绝缘件和金属表面。一是检查GIS设备内外表面上是否有污秽物，如油渍或者灰尘等。如果有油渍，可用蘸了无水酒精（99.7%工业乙醇）的细白布必须（必须是不起绒的棉布）抹干净GIS设备表面，注意清洁人员必须佩戴手套，以防止汗水和手的触摸对设备造成二次污染；如果有灰尘，可利用吸尘器对吸尘工作。若气室已经打开，必须清洁GIS所有的金属部件和密封面，如导体连接面和连接体、法兰的O型槽和密封面等；二是再检查表面是否有划痕或者凹凸不平的情况。如果有划痕，应该用50金刚砂布将划痕磨光；如果存在凸处，则用刮刀刮平后再用50金刚砂布磨光。处理上述步骤产生的金属粉末不能用吹走或者抹去的方法，这样只会扩大金属粉末的污染范围，而应该采用吸尘器吸走的方法。然后在吸干净金属粉末后，再用蘸了无水酒精的细白布抹干净GIS设备表面，最后盖好塑料薄膜。

1.2.2 检查铝管电极。在加工过程中铝管作为电极，其表面不可避免的存在一些铝屑和毛刺，这些微粒在耐压试验中很容易产生放电现象，所以保证铝管电极的清洁度很重要。一是在对铝管电极加工过程中加强清洁检查，避免死区的出现；二是在安装前使用导体振动清洁方法，尽可能地清理内部死角的残留物或者进行局部放电试验以便发现残留的金属丝和铝屑。

1.2.3 清洁法兰的连接处。法兰的连接处有O型槽和密封面两种。如果是O型槽，在安装前必须清洁O型槽，并在清洁后将O型圈均匀压入密封槽，且保证密封胶圈不能发生位移；如果是密封面有刮痕或者其他损伤情况，可采用上述的刮痕处理方法处理。

2 密封性

SF6气体泄漏是GIS设备最严重的故障，所以GIS设备的密封性检查是安装过程中最关键的控制要点。整个安装过程中都应该对GIS设备的密封性进行检查，包括对设备气室接头、法兰面、表计和阀门等部位，密封性的重点在于法兰盘接口密封圈的安装调整。

2.1 法兰盘接口安装密封性检查

（1）第一步是先检查法兰盘表面的清洁度，查看是否有污秽油渍或者划痕等损失之处，如果有，应该按上述方法处理即可；（2）检查法兰槽外侧的密封胶是否符合要求，不能让外部空气中的潮气和污秽物进入GIS设备内部，且为了避免与GIS设备内的SF6气体接触，注意密封胶不能流入密封环内侧；（3）检查密封环是否已经损坏，与密封槽是否匹配，密封圈不可二次重复使用；（4）上述步骤都检查完毕后，同理用蘸了无水酒精的细白布抹清洗密封环后，并用密封胶将靠近外部空气侧的密封槽涂抹一层。

2.2 法兰盘接口安装过程

法兰盘接口安装工艺质量是密封性好坏的关键。（1）法兰螺栓的紧固问题。为了确保密封性，如表一所示，应该按力矩使用力矩扳手紧固螺栓，且应遵循左、右、上、下再顺序地中心对称紧固的原则。（2）温度补偿性伸缩节的调整问题。受不同工程环境温度条件的影响，管道和设备会因热胀冷缩或其他外力影响发生微小位移，可能会造成接头部件的脱离或者管道损失，影响密封性。可采用温度补偿伸缩节来减少环境温度和外力的影响。如果装有伸缩节，两个金属伸缩节间的距离可通过伸缩节上的螺杆来调节，以满足安装的要求。

3 真空度

3.1 水分进入GIS设备内部的途径

控制真空度的关键在于控制SF6的含水量，不仅可以减少SF6自身的水分，也可减少设备内其他物件如密封体、绝缘体的水分。水分进入GIS设备内部的途径有：（1）充入设备的SF6气体本身就有水分（按规定SF6气体的水分不能超过15ppm（V/V））；（2）设备零部件会吸附水分，尤其是绝缘件；（3）水分在安装调整时通过空气进入；（4）充放气装置没有做好干燥處理，对GIS设备充气时带入水分；（5）设备在运行中水分会通过密封圈渗透到设备内部。

3.2 水分对GIS性能的影响

水分对GIS性能的影响主要表现在以下两个方面：（1）开关开断性能影响：水分的存在会增加SF6电弧分解量而减少复合量，减弱吸附电子的能力，阻碍了开关断口间的介质强度的恢复；（2）腐蚀设备零部件：由SF6+4H2O=H2SO4+6HF 可得，SF6在高温条件下被水分分解为H2SO4和6HF ，为酸性物质。可对GIS的某些绝缘体机金属件产生腐蚀作用。

3.3 水分控制措施

（1）设备零部件的干燥：设备零部件应该清洁完毕后再在烘箱内120℃干燥4h方可安装，并且不应在湿度大的天气安装调试；（2）对设备充放气之前应该检查充放气装置水分及被充入气体水分；（3）在设备安装完毕后，应将水分吸附剂放入设备内部密封，且对设备内抽真空至133Pa后，为了排除水分还应继续抽0.5h～1h；（4）对运行一段时间后含水量过高的情况，可检测密封部件是否损坏或者吸附剂是否已经饱和等原因。（5）SF6气体在温度较低时在绝缘体表面凝结为冰晶，不影响设备的绝缘性能，所以规定充入GIS的SF6气体在密度下其露点不应超过-5℃。

结语

综上所述，为了保证变电站GIS设备的正常运行和提高安全运行水平，应该在安装过程中针对清洁度、密封性和真空度3个控制要点控制设备的安装质量。

参考文献

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