GIS全封闭组合电器设备的安装及注意事项

2021-12-01余屹林

上海节能 2021年5期

余屹林

上海久隆电力（集团）有限公司

0 引言

GIS全封闭组合电器设备是由气体断路器、母线、绝缘子、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管、气体通管和汇控柜等电器组件以及封闭的金属壳体组合而成，内部充有一定压力的SF6气体或混合气体等绝缘和灭弧介质。SF6气体的绝缘和灭弧性能较空气或其它绝缘介质优良，是目前最好的绝缘介质之一。

电能的应用以及电力网的建立已历经了一个世纪。人类对电能的依赖越来越大，各行各业都缺少不了电。目前，在国际大都市、大中城市及人口密集的地区，寸土如金，电力的发展，为了保证充足、可靠的电力供应，也需要建设变电站的土地。所以势必既有占地问题，又有对环境保护等许多方面的要求，如防火、防噪音、防污染、防无线电干扰、美化环境等。若都要满足这些新的要求，传统的绝缘油介质的电气设备已经不能满足了，而应该采用无油化、组合化、小型化的电气成套设备。由于SF6气体具有不燃烧、优异的绝缘和灭弧性能，因此，选用和推广采用SF6绝缘介质的电气设备是与时俱进、技术发展的必然趋势。

1 GIS全封闭组合电器设备安装前的准备

1.1 安装前必须具备的条件

GIS全封闭组合电器在安装前应根据开箱检查的记录进行检查，核实各部件、连接件、装置性材料的数量及规格，检查各气室的密封性能，测量各气室的气体压力值和含水量。变电站场地的土建、通风、照明和装饰工程已施工完毕，并经验收合格，预埋件及预留孔符合设计要求，预埋件牢固。GIS全封闭组合电器每一间隔均由若干气室组成并固定在同一支持钢架上，支持钢架坐落在基础或预埋件上，因此基础及预埋槽钢的水平误差值是保证GIS全封闭组合电器各元件组装质量的基本条件，各制造厂对其误差值均有明确规定。经验证明，只有保证基础及预埋件的水平度才能使组装就位工作顺利进行。GIS组合电器配电室的行车或起吊装置安装完成，荷重试验经专门机构检验合格可以使用，设备运输道路和现场卸装的通道通畅，施工场地环境清洁，安装工作环境要求无风沙、无雨雪侵入、空气相对湿度小于80%、窗门密封、地坪无灰尘、周围干净，要求现场环境有防尘和防潮措施。设备、材料、工器具、专用工具以及测试设备齐全，并经校验合格。对于设备安装后不能再进行的易损坏装饰工程，应全部结束。

1.2 技术准备

编制完整的施工组织技术措施、安全措施和应急预案，并经上级主管部门批准。熟悉设计单位的设计图纸和制造厂的产品说明、安装手册、设备、装箱单和相关的出厂试验报告中调试数据及现场的设备安置情况，了解和熟悉国家和电力行业有关技术和安全方面的标准、规程和规定，熟悉业主有关技术和安全方面的要求，掌握设备安装技术和工艺流程。

1.3 工器具、专用工具以及测试设备准备及要求

8 t汽吊可以起吊的单件重量不超过3000 kg。起吊大件时如SF6——空气套管组合件时应用长臂的、符合起吊重量的汽吊，以确保安全、稳定，另外还需要准备具备一定载荷的平面运输器具，以及SF6气体回收装置和充气小车。回收装置应兼有抽真空、充气、回收、干燥等功能，同时还必须准备一定数量的SF6气体及N2钢瓶。按施工组织技术措施中要求的施工机具，包括常规的钳工、电工、起重工具、吊装的尼龙吊绳和紧固螺栓的力矩扳手等，以及各种测试设备，制造厂提供的各种用途专用工具，活动脚手架、人字梯等。主要消耗材料经专门试验单位试验合格后的密封胶、电力脂、清洁剂、塑料薄膜和细白布等物件。

2 GIS全封闭组合电器设备的安装注意事项

根据历年运行事故统计，由于制造和安装方面的问题而造成的事故占40%以上，其中现场安装施工的清洁工作没有做好，金属异物、杂物、灰尘、水分潮气进入到GIS全封闭组合电器设备内部等而引起的事故约占13%，所以GIS全封闭组合电器设备的安装质量会直接影响设备的安全运行和使用寿命，因此，安装过程中自始至终保持施工现场环境的清洁是保证安装质量的关键。GIS全封闭组合电器设备在设计、制造和工厂装配中已经考虑到电场的均匀性，由于GIS全封闭组合电器设备内部有悬浮异物、导体上有划痕、尖角或某些部件安装偏斜等情况都会引起电场畸变，当发生过电压的时候会引起绝缘击穿扩大事故，所以现场安装时应严格执行安装工艺规程。各元件的安装，应按制造厂编号的规定程序进行。GIS全封闭组合电器的接线端子接触面涂了薄层电力复合脂后，没有必要在搭接处周围再涂密封脂，因为电力复合脂的滴点高达180～220℃，在运行中不会流淌。它既有导电性能，又有防腐性能，故没有必要再涂密封脂。另外，电力复合脂与中性凡士林相比，在相同的接触压力下，用电力复合脂的接触电阻小得多，所以对设备接线端子规定均使用电力复合脂。注意有的密封脂中是含有SiO6的成分，HF对它的腐蚀将会造成GIS全封闭组合电器内杂质含量的增加，这对设备的安全运行是很不利的，故要求涂密封脂时应避免流入密封圈内侧与SF6气体接触。制造厂已组装好的各元件及部件，在现场安装时，不得拆卸，若必须拆卸时，应事先取得制造厂同意，或由制造厂派人指导下进行。在元件解体时，各气室要进行气体回收、抽真空、充气等工序，易受空气中水分、尘埃的影响，施工现场环境条件很差，通常对整体运输或运输单元在现场的密封气室均不进行解体检查。GIS全封闭组合电器不应在现场解体，这是因为现场条件差，解体时需要进行气体回收、抽真空、充气等一连串复杂的工序，而且易受水分、尘埃的影响，所以非万不得已，不应在现场解体检查。GIS全封闭组合电器内部的导电回路质量由制造厂保证。为了减少导体接触面的接触电阻，避免接头发热，在各元件安装时，应检查导电回路的各接触面，当不符合要求时，应与制造厂联系，采取必要措施。为了使各密封部位的连接法兰紧固时受力均匀，规定密封部位的螺栓应使用力矩扳手。各个制造厂对橡胶密封垫的压缩量的规定不尽相同，但按一般规定不宜超过其厚度的1/3或按产品的技术规定执行，并规定不应有变形、开裂或老化龟裂。对起吊使用的吊绳要用干净的尼龙绳或有保护层的钢丝绳，以防止损伤设备和由于污染影响法兰面的密封性能。GIS全封闭组合电器设备的安装所需的工器具、专用工具以及测试设备与安装常规电器的要求是不同的，因此，安装GIS全封闭组合电器设备所需的工器具、专用工具以及测试设备必须齐全、校验合格、优良、先进，这样才能体现技术含量以及确保安装质量。

3 GIS全封闭组合电器室内的排通风保护措施

3.1 关于通风换气、O2和SF6含量的有关规定

防止因泄漏造成SF6气体在室内滞留而引起的缺氧，或因微量有害物存在影响作业人员健康，应定期进行室内通风换气、O2和SF6含量的检测。对运行人员经常出入的设备场所每班至少换气一次，每次换气时间15 min。换气量应达3～5倍的空间体积。因SF6的质量比空气重五倍，较易积留于室内下部的空间，所以抽风口宜安置在室内下部，同时，排风装置的安装高度应离地面约30 c m处。对作业人员不经常出入的设备场所，在进入前应先通风换气15 min再进入。GIS设备室内的地面层应安装带报警装置的氧量仪和SF6泄漏仪。氧量仪在空气中含氧量降至18%时应发出警报信号。SF6泄漏仪当空气中SF6含量达到1000μL/L时发出警报信号。

据劳动保护法的有关规定，空气中含氧量的安全浓度不应低于18%，因SF6气体在电弧作用下含有毒成分，需进入GIS全封闭组合电器设备室内作业时，即使按计算已满足通风换气要求，也应先开启排风装置时间至少在20 min以后再进入室内，并使用含氧仪测定含氧量的安全浓度应不低于18%。即使含氧量在18%以上，作业人员进入室内以及在设备上作业时应采取防护措施，如使用防毒面具等。

SF6气体的比重较空气重，扩散速度较慢，从SF6气体浓度—时间关系曲线可见，排气通风装置在下部时较上部时扩散快，因此SF6气体的扩散速度与排气通风装置的安装位置与数量有关。排气通风取风口位置布置在室内的下部，可以加速事故时排出散发在空气中的SF6气体。

3.2 通风机的选择与布置

SF6气体泄漏后扩散到空气中的速度较慢，局部地区空气中的含氧量可能会小于18%，但是作业人员进入室内，仍应测定含氧量或使用防毒用具，才能保证人身安全。通风机的风口应安装在室内下部，装设高度应符合设计标准要求。室内的上部仍应装设事故排烟(气)装置。根据正常运行通风和事故处理排风的不同需要，通风的风口宜布置于配电室的上部，排风的风口宜布置于配电室的下部，因此两者应兼顾。

另外，GIS全封闭组合电器设备室内若有综合自动化装置时，应装设空调或除湿设备。当GIS全封闭组合电器设备发生故障或事故时，室内往往是烟雾弥漫和异味呛人，尤其是外溢的有毒气体会危及作业人员，为了保证在事故后的第一时间能进入现场了解情况，需要开启照明和排烟(气)装置，所以照明或装置的电源开关应为双联开关，安装在进门的外墙和室内。