电力系统中变电站GIS设备安装与调试技术

李敬贤

摘要：高新技术快速发展，极大程度地带来了电气设备使用的增多，增加了电气系统的载荷压力。为了满足社会对电能的需求，需要提高电力系统的稳定性和安全性。随着信息技术在电力系统的广泛应用，GIS设备成为现代电力系统的构成基础之一。GIS设备的应用提高了电力系统工作的稳定度，对电力领域的发展起着重要的推动作用。但是GIS设备的安装与调试是电力系统施工过程中的难点，施工人员需要全面掌握这项技术，才能保证变电站的正常工作。本文对电力系统中变电站GIS设备的安装与调试进行了讨论与分析，对相关工作有一定的借鉴意义。

关键词：电气系统;GIS设备;安装;调试

引言：

近年来，国家对电力领域的发展越来越重视，2015年到2020年间我国对电力系统的投资高于两万亿元，大大促进了我国电力领域的发展。与此同时，国家对电力系统的功能又提出了新的要求。如果电力系统的发展跟不上人们对电力需求的激增，就会导致电路故障等问题，严重影响人们的生产生活。GIS设备在变电站工作过程中发挥着巨大的作用，它的安装和调试的质量会直接影响到变电站的工作质量。但是GIS设备安装复杂，安装过程中还存在着较多问题，为了保证变电站能够正常稳定工作，需要完善GIS设备安装与调试技术。

1 GIS设备概述

GIS设备是一种开关设备，主要构成部分包括开断装置、操动机构、绝缘结构和导电回路。相比于传统变电站中的设备，GIS设备具有体积小、质量轻，节约设备占用面积，安装时间更短，工作性能高，维护返修简单，寿命较长，能够保证电力系统高效率运行。在GIS设备的工作过程中会产生电弧，但设备内部的SF6气体能够熄灭电弧，同时产生有害气体。GIS设备中还包括电流互感器、避雷针、传动机构等元件，如图1所示是变电站GIS设备的运行图。

2 GIS设备安装步骤

2.1 制定安装方案

科学合理的安装方案是顺利安装GIS设备的前提保证，制定安装方案时需要实地考察施工环境，以实际情况为基础设计工作流程、安排工作人员、购置适合的设备型号等，在进行施工之前需要对施工现场进行清理，根据环境进行防潮、防晒等防护措施。除此之外，还需要对GIS设备进行清洁，防止设备上微小杂志对安装过程造成影响。

2.2 画地面轴线

在正式施工之前，需要根据设计方案和施工现场，确定底面轴线坐标，根据轴线情况初步确定GIS设备的安装位置，并邀请相关专业人员进行现场指导，进行设备安装。

2.3 安装法兰凸缘盘

相邻设备的连接主要是通过法兰凸缘盘实现的，特别是安装GIS设备时法兰凸缘盘能够起到非常重要的作用。在进行安装之前，需要严格检查法兰凸缘盘的封装密闭性和完整性，如果法兰凸缘盘表面有磨损，需要利用磨砂纸将其磨平，再在其表面用酒精进行擦拭，安装法兰时需严格按照顺序紧固，并遵循特定的力矩值，如图2所示是法兰螺栓的紧固顺序以及力矩图。安装结束后，需要往密封槽内按压法兰凸缘盘。

2.4 气室抽气以及二次电缆的接线

安装完法兰凸缘盘之后需要对设备进行抽气，以保证设备内真空状态，为后续充入绝缘气体做好准备。为了保障GIS设备的正常运行，需要进行二次电缆的接线，通过接线处理可以保证GIS设备正常的信号处理，是安装GIS设备过程中重要的阶段之一。

3 GIS设备安装过程出現的故障类型

变电站GIS设备在电力系统中具有重要意义，但是在安装过程中同样会出现很多问题，不同问题会导致不同故障的产生，如表1所示是GIS设备运行过程中常见的故障。

（1）气体泄漏。如果GIS设备的各个零件精密度不足，在运行过程中会导致有毒气体的泄露，不仅会使设备的正常工作受到影响，而且还威胁施工人员的人身安全。出现这一情况后，管控人员需要立即降低气压至合适水平，但是气压也不能过低，过低气压会导致设备无法正常进行工作。为了避免这种情况的发生，安装过程前需要严格筛选GIS设备零件，使用高质量原材料，最大限度降低GIS设备气体泄漏的概率。安装过程中要严格按照顺序做好全方位清洁工作，避免发生胶条移动的现象。

（2）内部漏电。由于绝缘材料绝缘性较差而导致的内部放电故障是影响GIS设备正常工作的因素之一，比如因托架绝缘放电而造成设备无法工作的情况较为常见。因此在进行GIS设备元件选择的时候，需要选择绝缘性能良好的原材料。同时在安装过程中注意设备的清洁，降低漏电的几率，增加对设备进行维修保养的频率，为设备正常工作提供良好的保障。

（3）GIS设备异常发热。一般来说GIS设备的异常发热主要包括两个方面：内部发热和外部发热。造成内部发热的常见原因主要包括母线导体接触不良和绝缘体绝缘能力不足。就目前状况来说，电力系统还缺乏能够对GIS设备进行实时温度监控的工具，不能及时判断运行过程中是否出现温度过高的情况，所以需要在安装过程中严谨细致，最大程度减小异常发热情况发生的概率。一旦GIS设备内部发生导体接触不良等情况，将会直接影响到设备的工作效率，严重时会导致设备因温度过高烧毁故障。

4 电力系统中变电站GIS设备的调试

4.1 接线检测

在连接设备阶段，需要观察接线状况，完成设备的安装后，需要对接线进行测试。利用直流电压测试的方法进行连接，限制电流的标准额度，同时将误差的实际测定维持于±3%。测试过程中连接方式的不同对测试结果有很大的影响，所以必须按照规定的连接方式进行连接，对不同的连接方式进行不同的结果分析。测试完成后将测试结果与标准结果进行对比分析，并对调整接线方式使最终的测试结果在合理误差之内。如表2是变电站中GIS设备气室压力的规定值。

4.2 气体密度检测

SF6是GIS设备的重要组成成分之一，它给继电器提供了正常工作的环境条件，在实际安装过程中，需要对SF6气体进行密度检测。通过采用扣罩法对其密度进行检测，大致过程为：先将SF6气体充入设备中，在设备表面利用小型风扇进行煽动，然后使用密封罩进行密封，经过一段时间后利用精度高的测量仪器对其密度进行准确测量。

4.3 水含量检测

由于含水量高低会影响设备内部绝缘体的工作，所以在安装过程中需要进行含水量的测试，以保证设备内部含水量稳定在规定范围内。一般使用DOI9进行水含量检查。水含量的检测有利于避免因绝缘体绝缘性能不足而导致的漏电情况的发生。

4.4 气密性检测

在进行安装时，需要进行气密性的检测，进而实现对法兰凸缘盘密封面的密封状况的检查，能够最大程度降低漏气现象的产生。一般来说，检测人员会利用HALOTECK仪器对设备进行气密性检查，如果出现漏气情况，会有预警提示，保证了设备良好的密封性。

结束语：

综上所述，GIS设备的科学合理安装是保证变电站能够正常工作的前提，安装之前可以利用科学的方法对气密性、水含量、气体密度、接线方式等进行调试，将调试数据与标准数据对比分析，从而实现科学高效安装，减少隐患情况的发生，保持持续稳定的电力输出，使GIS设备能够更好发挥性能优势。

参考文献

[1]陈黎斌.电力系统中变电站GIS设备安装与调试研究[J].设备管理与维修，2019（14）：210-211.

[2]赵文峰.变电站电气施工中GIS设备的特点及安装技术工艺分析[J].价值工程，2019，38（24）：174-175.

[3]史贤悦，王杰.GIS设备在电力系统中的应用及状态检修[J].电子测试，2019（24）：94-95.

[4]黎伙明.电力系统中变电站GIS设备安装与调试技术分析[J]. 百科论坛电子杂志，2018，（022）：314.

（中国能源建设集团云南火电建设有限公司 650213）