电力系统中变电站GIS 安装与调试技术

庞超文

（广东电网能源发展有限公司，广东 广州 510000）

0 引 言

电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，承担着支撑社会经济发展的重要职责。电力系统中的变电站作为关键环节，负责传输和分配电能。为充分保障电力系统正常、稳定运转，正确的安装并调试气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）至关重要。在电力系统变电站GIS 的安装和调试过程中，安装调试技术人员要熟练掌握安装技术与调试技术，并严格按照相关标准和规范进行操作，采取适当的安全和质量措施，确保设备的安装和调试质量，从而保证变电站的安全稳定运行。

1 变电站GIS 的概述

变电站GIS 是一种使用气体绝缘技术的高压开关设备[1]。它由GIS 主体、气体绝缘、监控和控制系统以及冷却系统等部分组成（见图1）。GIS 主体是GIS 设备的核心部分，通常由金属密闭外壳和内部各种电气元件组成[2]。这些电气元件包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器以及电压互感器等。GIS 主体通过气体绝缘技术将这些设备隔离开来，以确保安全运行并减少空间占用[3]。同时，绝缘气体，如SF6被用作隔离介质，具有高绝缘性能和电弧灭弧能力，可以有效地防止电气设备之间的放电和短路[4]。GIS 配备监控和控制系统，可以实时监测状态、温度、压力等参数，并远程操作和控制设备，确保变电站的安全和高效运行。此外，由于GIS 在运行过程中会产生一定的热量，需要配备冷却系统来进行散热，保持设备温度在正常工作温度范围内[5]。

图1 变电站GIS 运行图

2 电力系统中变电站GIS 的安装分析

2.1 制定安装方案，做好准备工作

科学合理的安装方案对于顺利安装GIS至关重要。这就意味着，要想将GIS 成功安装至目标位置，需要仔细制定安装方案，确保所有关键因素得到充分考虑。首先，需要通过实地考察，了解施工环境的具体情况，包括地形、气候、土壤状态等。这些信息将直接影响到安装过程中的种种挑战和要求。其次，根据考察结果制定安装方案，确定需要操作的步骤和所需的时间，选择合适的安装人员，不同的施工环境和安装要求可能需要特定的技能和经验，因此要确保安装团队中的成员具备相关技术和专业知识，从而能够应对各种情况的出现。再次，根据实际需求和施工环境的特点，选择与其相匹配的设备型号，进而提高工作效率和安装质量，因此需要对不同型号设备的性能、功能和适用范围进行详细了解与比较。最后，在施工现场之前，需要进行全面而彻底的清理工作，确保施工环境整洁无障碍，根据具体的气候环境，还需要采取相应的防潮、防晒等防护措施，以保证设备在施工过程中不受外界因素的干扰。此外，在安装过程中，需要保持设备的清洁，并定期检查和清理设备，保证其正常运行。

2.2 安装法兰

在相邻设备的连接中，法兰凸缘盘发挥着至关重要的作用。尤其是在安装GIS 的过程中，法兰凸缘盘极为重要。首先，在安装之前，要仔细检查法兰凸缘盘的封装密闭性和完整性，确保法兰能够起到密封作用。如果发现表面有磨损，需要使用磨砂纸将其磨平，并用酒精清洁，确保表面光洁无瑕。其次，在安装过程中，按照特定的顺序紧固法兰凸缘盘，准确地安装螺栓，并按照规定的力矩值进行操作，确保螺栓的紧固程度合适，从而避免螺栓过紧或过松造成的问题，并确保连接的安全性和稳定性。最后，在安装完成后，需要将法兰凸缘盘按压至密封槽内，从而能够保证法兰凸缘盘与密封槽之间的接触均匀，并且没有任何松动或间隙，保持连接的完整性和密封性能。

2.3 抽真空并充入绝缘气体

在安装完法兰凸缘盘后，对设备进行抽气是一个关键的步骤。通过抽气，可以有效地排出设备内部的杂质和湿气，确保设备内部达到真空状态。

首先，气室抽真空。在进行抽真空之前，需要将气室内部的杂质和空气排净，以确保气室内部的纯净度和稳定性。通过使用专业抽真空设备，可以有效达到所需的真空状态。抽真空操作的时间和过程需要按照设备厂家提供的具体要求进行。其次，SF6气体充气操作。SF6气体作为绝缘介质在GIS 中扮演着重要角色。在充气之前，需要确保抽真空的环节已经完成，气室内部处于干燥、洁净的状态。SF6气体应按照设备厂家的规定质量和压力进行充气，以确保气室内部的正常运行。再次，需要进行适当的处理，如去除气室内部的氧气和水分，以减少潜在的故障和腐蚀风险。最后，在进行气室抽真空和SF6气体充气操作时，必须严格遵守技术标准和操作规范，包括操作人员需具备相应的操作技能和知识，并遵循操作规程和安全操作指南。在操作过程中，应确保设备和操作环境的安全性，避免操作失误和意外发生。

3 电力系统中变电站GIS 的调试技术

3.1 检测导体的连接接头

在完成变电站GIS 的安装后，对导体连接接头进行检验测试至关重要，有助于确保变电站GIS 的正常运行并提高变电站的安全性和可靠性。

首先，在检测时要采用直流一次回路电阻测试的方法。该方法能够准确测量导体连接接头的质量和稳定性。在进行测试时，需要注意控制试验电流为100 A，并将误差控制在3%以内，从而保证测试结果的准确性。其次，为降低误差，需要注意接线方式的选择和控制，合理的接线方式可以减小电阻和干扰，提高测量结果的精度。在测量过程中，应将电压测量线设置在输出线内侧，并正确连接到被测回路中的相应部分，再进行直流电阻的测量。最后，在完成测量后，应该将测量结果与厂家提供的数据进行比对，只有当实际测量数据不超过厂家提供数据的1.2 倍时，才能判断为合格，如果测量结果超出了这个范围，那么需要及时查明原因并根据实际情况，采取相应的处理措施，如重新连接接头、更换损坏的部件等。

3.2 检测SF6 气体密度

在检测SF6气体密度时，通过使用SF6气体密度继电器和扣罩检测法进行试验，可以确保GIS 中SF6气体密度的准确性。

首先，在进行试验时，需要将SF6气体注入到GIS 设备中，并安装SF6气体密度继电器来监测气体的密度变化。SF6气体密度继电器是一种能够精确测量气体密度的装置，它可以通过控制电流的变化精确地判断SF6气体的密度是否达到了预定水平，以确保GIS 内的SF6气体密度维持在合适的范围内，从而保证设备正常运行。其次，可采用扣罩法进行检测，该方法主要通过在设备上覆盖密封塑料罩，并利用电风扇吹扫罩内气体以增加气体流动速度，从而提高漏气点的检测效果。对于大型的GIS，可以使用多个扣罩进行覆盖，以确保全面的检测。在罩内放置一种灵敏度极高的检漏仪，该仪器可以准确地检测到罩内SF6气体的浓度。通常情况下，扣罩检测法的试验时间为24 h，以确保充分的数据收集和准确的测量结果。在试验结束后，根据检漏仪所测得的6 个特定部位的SF6气体浓度数据，可以对整体情况进行评估。一般来说，根据浓度计算，通过比较各个部位的平均浓度确定漏气情况的大小和位置。如果试验结果显示存在漏气情况，那么需要进一步确定漏气点的具体位置，并进行相应的密封处理。根据漏气点的性质和大小，可以采取不同的修复措施，如更换密封件、加固连接处或重新密封设备。这样可以及时消除漏气问题，确保GIS 设备的正常运行。最后，完成密封处理，再次试验以验证修复效果，进而确保漏气问题得到有效解决。

3.3 检测微水含量

GIS 中SF6气体的纯度和绝缘性能对GIS 的正常运行起着至关重要的作用。为确保设备的良好性能，对SF6气体进行质量检测是必不可少的。而微水含量的检测是其中一项关键的质量指标。随着GIS 的使用，SF6气体中可能会存在微量的水分，微水的存在可能会导致SF6气体的绝缘性能下降，从而对设备的可靠性和安全性产生不利影响。因此，微水含量的检测成为一项关键的SF6气体质量检测技术。其控制要求需要根据设备的不同情况进行调整，进而确保设备在不同阶段的运行状态下能够更好地满足相应的标准。为了确保GIS 设备的正常运行和保障SF6气体的良好性能，相关标准制定了对SF6气体微水含量的控制要求。根据标准规定，在新装设备或大修后，断路器灭弧气室中的SF6气体微水含量应控制在1.5×10-4以内，而在运行状态下应控制在3×10-4以内。对于其他气室中的SF+气体，如断路器中的真空室、绝缘罐以及母线室等，新装设备或大修后，其微水含量应控制在2.5×10-4以内，而在运行状态下应控制在5×10-4以内。为了实现对SF6气体微水含量的准确检测，需要使用DP19 型微水检测仪。该型号的设备具有高灵敏度和精确度，能够实时监测SF6气体中微水的含量。通过进行微水含量的监测，操作人员能够及时掌握SF6气体的状态，并根据检测结果采取必要的措施，如干燥处理或者更换SF6气体等，从而保障设备的正常运行和绝缘性能。

4 结 论

在变电站建设与运维过程中，GIS 的应用起着重要的作用。文章主要分析了电力系统中变电站GIS 的安装，并阐述了电力系统中变电站GIS 设备的调试工作，为确保GIS 的良好应用，技术人员需要深入研究与理解相关的安装技术和调试技术。只有掌握了这些关键技术，才能在实际情况和需求的基础上进行科学的安装与调试工作，进而确保变电站的安全稳定运行，为电力行业的发展做出贡献。