GIS全封闭式组合电器安装和关键工艺控制点

曾 军（苏州中材建设有限公司，江苏 苏州 215300）

0 前言

GIS是全封闭式组合电器（Gas Insulated Swith⁃gear），简称为“SF6组合电器”，它把断路器、三工位开关、快速接地开关、互感器、避雷器、母线等多种高压电器组合封闭在接地的金属壳体内，充入一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。

根据越南龙山水泥线3座总降压站安装经验，对安装和关键工艺控制点进行了整理、总结，希望对类似工程安装会有帮助。

1 GIS组合电器安装

1.1 安装准备

（1）技术准备：安装人员根据GIS安装规范，熟悉随机技术资料，认真会审设计图纸等。

（2）主要安装机具：烘干箱、吸尘器、SF6气体回收充放装置，卤素检漏仪、水分测量仪、真空计、湿度表、电阻测试仪等。

（3）安装材料：新密封圈、清洁剂、高性能擦拭纸、白棉布、无水酒精、高效电接触导电膏、带锁紧口的防尘塑料罩等。

1.2 GIS安装前的检查

（1）GIS到现场，应开箱检查是否有结构变形、破损等，进出线瓷套管无裂纹，导电杆及载流部件无锈蚀，气室密封良好、压力值符合产品的技术要求。

（2）新的SF6气体都要做含水量检测，并抽样做全性能分析。

（3）GIS出厂已充有0.05MPa的SF6气体，打开气室时，先回收气体，再吹入干燥清洁的压缩空气，检查氧气浓度达标后，开始工作。

1.3 GIS安装工艺流程

安装准备→找基础中心线→#2进出线间隔临时就位→母联间隔就位→#2进出线间隔就位→#1进出线间隔就位→回路电阻测试→抽真空、充填气体→二次电缆连接→工频耐压测试→电压互感器、避雷器安装并抽真空、充填气体→二次回路测试→安装结束。

1.4 GIS组合电器安装

1.4.1 安装过程中注意各间隔安装顺序

（1）根据平面布置图，先将#2进出线间隔临时就位，确定以母联间隔为整套设备的参考基准点，从中间往两侧安装。

（2）用经纬仪找出母联间隔基础标高略高于其他间隔，用水平仪找平固定母联间隔。

（3）再将母联间隔与#2线路端连接的过渡连接罐找水平，将导电杆插入并保证插入深度，穿法兰螺栓固定。

（4）同样的步骤安装#2线路进出线断路器间隔；安装与#1线路母联过渡连接罐、#1线路进出线断路器间隔；#1、#2线路进出线套管。

（5）从基准间隔向两侧安装其他间隔时，控制好各间隔母线段的标高，通过调整GIS底座下的调整垫片，保证各段在同一平面上。

（6）安装进出线瓷套管时，以与GIS外壳相应的斜度起吊套管，以便套管内的导电杆顺利插入梅花触头里，密封面对接吻合。

图1 气室安装

图2 进线气室安装

1.4.2 触头、导电杆的安装

母线筒内导体为三角形布置，盘式绝缘子通过导电杆和触头将三相母线固定。气室对接时，用力将导电杆插入触头，使接触电阻满足产品技术要求。

1.4.3 气室长度误差的调节

气室组装时，会出现长度误差，通过波纹伸缩节来调节，调整长螺母和双头螺栓柱来调节误差，最大调节尺寸为±200mm。

1.4.4 测量主回路电阻

主回路因接触不良导致电阻增大，动静触头在正常工作电流下过热烧坏。因此必须在安装中正确测量回路电阻，来判断导体接触是否良好。

两气室组装完后，即测量回路电阻；全部气室安装好，开关应至少分合2次操作，再测量主回路电阻，电阻值不应超过产品出厂试验报告的规定数值。

1.4.5 GIS抽真空、SF6气体充气和微水分检测

（1）气室安装完后，即加装吸附剂，用气体回收充放装置抽真空。真空检漏合格，充SF6气体至相应气室额定压力。

（2）充气完成24h后，用灵敏度不少于1×10-6卤素检漏仪对气室密封进行检测，SF6气体浓度不超过30μL/L。

（3）充气完成24h后，对各气室进行微水分含量检测，断路器气室水分含量不大于150μL/L，其他气室水分含量不大于250μL/L。

1.4.6 主回路工频耐压测试

气体捡漏、微水分含量合格后，按照规范和设备技术参数进行工频耐压测试，试验电压值为设备出厂试验电压的80%。

实践证明，影响耐压值的主要因素是绝缘体表面粗糙度和气室内杂质。因此设备安装后，必须做耐压或局部放电测试，检查GIS是否存在绝缘缺陷，验证安装质量。施加电压较低但时间较长的电压“老练”，测试时间约5min，此项测试对消除微小杂质有明显效果，微小杂质经过一、两次放电后，即被消除，可提高整体设备耐压值。

1.4.7 电压互感器和避雷器的安装

根据越南电力公司要求，电压互感器和避雷器必须经过电力公司各项性能测试合格才能安装，进行抽真空、充气、检漏。

1.4.8 系统调试

气室组装完成后，进行二次电缆接线、调试，接地排等安装；信号、保护、操作调试工作合格后，与总降压站的主变压器、SCADA等整套系统提交电力部门验收通过，投入运行。

2 GIS组合电器安装关键工艺控制点

2.1 控制安装环境清洁度

GIS气室安装对环境的要求很高，如果有尘埃、水分等进入设备内部形成污染沉积，会降低绝缘体表面的闪络电压，造成GIS内部对地放电或相间短路，因此首先控制安装环境清洁度。

设备安装前土建施工已结束，进出线气室预留墙体空洞尺寸合适。选择晴天进行安装，并对现场湿度进行监测，控制降尘洒水量，确保环境相对湿度小于50%。在安装设备的周围采用塑料布遮挡等措施防止扬尘。针对越南夏季施工蚊虫多，不安排晚间安装，以避免蚊虫飞入GIS气室。

2.2 控制GIS气室的清洁度

气室的清洁度是安装中重要控制点，清洁时，既要采取防尘、防潮措施，也要进行各道工序检查。采用高性能擦拭纸、白棉布和无水酒精作为清洁用材。

2.2.1 导电杆、触头清洁

GIS的导电杆、触头在出厂前进行过近千次的开合测试，金属间的摩擦会产生金属微粒留在GIS内部，通电时这些金属微粒使电场不均匀，绝缘击穿，所以GIS筒体内部、绝缘件和金属零部件必须保持很高的清洁度，不得附着金属微粒及其它杂质。清洁时，先用白棉布浸无水酒精除掉导电杆、触头上金属微粒、杂质等，再用高性能擦拭纸擦拭。

在清洗干净的触头部位，涂抹一层高效电接触导电膏，以减小接触电阻并减轻放电现象。

2.2.2 气室清洁

拆下气室密封罩后，减少内部结构暴露在空气中的时间。用吸尘器将罐体内吸干净，用白棉布浸无水酒精将罐体内壁、法兰擦洗干净，再用高性能擦拭纸擦拭。清理干净待组装的气室，用带锁紧口的防尘塑料罩罩住，防止水汽、粉尘等杂质进入，保证气室内清洁度。

2.2.3 密封处理

密封面对接前，用吸尘器将密封面、槽，螺纹孔内吸干净，用白棉布浸无水酒精将密封面、槽擦洗干净，再用高性能纸擦拭。

确认法兰面无清洗溶剂的沉淀物（特别是分隔表面上的酒精），再将干净的新“○”型密封圈，涂上少量高真空硅脂，将“○”型密封圈放入密封槽内，在法兰槽空气侧的整个面上涂两圈（固定螺栓的两侧）硅橡胶平面密封剂，同时在法兰螺丝上涂抹一层螺纹锁固密封剂，用于阻止湿气的浸入和防锈，确保密封剂不流入密封圈内侧，与SF6气体接触，从而腐蚀密封圈。在密封剂变硬前完成法兰组装。要注意“○”型密封圈不被挤出，要保证“○”型密封圈的修正圆度和压缩量。

2.3 GIS气室真空度的控制

绝缘介质表面吸附水膜或含有微水分，会使沿面电压分布不均，导致闪络电压降低；水膜在气室高气压下发生凝露，设备通电时形成电桥，会发生绝缘击穿现象。所以水分含量直接影响GIS的绝缘、灭弧性能。

GIS抽真空是控制绝缘介质表面吸附水膜、SF6气体水分含量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也减少了气室内绝缘体、密封件等所含的水分。

2.3.1 抽真空设备的检查

抽真空前重点检查气体回收充放装置电磁阀、相序表的准确性，防止压缩机机油倒吸入气室内。

2.3.2 GIS抽真空

吸附剂是用来吸收SF6气体中的水分和电弧分解物。首先将吸附剂放在电烘箱里，以300 ℃烘干4 h以上，迅速装入GIS内，启动真空泵对气室抽真空，如若超过4 h后都还未抽真空，吸附剂需重新进行烘干处理。

当气室真空度小于133 Pa，再继续抽真空30 min，关闭阀门静止4 h，若压力大于133 Pa，需再抽真空至133 Pa，并保压30 min，确认无泄漏。

3 结语

（1） 安装工艺是保证安装质量的重要技术措施。气室的清洁度是安装中首要关键工艺。

（2） 气室真空度是保证绝缘的又一关键工艺。控制气室真空度，保证SF6气体微水分含量达到产品技术要求，确保绝缘性能。

（3） 气室密封性是GIS设备长期、稳定安全运行的关键。

（4） GIS设备出厂和安装后都要进行工频耐压和局部放电测试，尽可能的消除存在的绝缘缺陷。