任東峰

(西安西電高壓開關有限責任公司，陜西 西安 710018)

隨著電力工業(yè)及電網(wǎng)建設的迅速發(fā)展，對電力設備的性能要求越來越高。體積小巧、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單且長期使用可靠性高的氣體絕緣金屬封閉開關設備(gas insulated switchgear,GIS)[1]需求量逐年增多。電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行直接受到GIS設備安全性能的影響，而GIS設備的現(xiàn)場安裝與調(diào)試是影響其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的質(zhì)量直接關系到GIS設備日后的運行安全以及壽命等。因此，確保GIS 設備現(xiàn)場安裝質(zhì)量，對于提高變電站供電可靠性、電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定性、經(jīng)濟效益以及降低檢修成本都具有重大的現(xiàn)實意義。

1 GIS設備現(xiàn)場安裝工藝

GIS設備現(xiàn)場安裝通常以某一間隔作為基準，依次從左到右或從中間到兩邊鋪開。準備工作完成后，首先進行劃線及基礎檢查工作，然后按照所劃線的間隔及母線的中心線進行各間隔本體的就位和安裝，最后安裝進出線部分。安裝流程圖如圖1所示。

1.1 GIS設備安裝前的儲存

原則上，GIS設備的機構(gòu)箱、裝配單元、SF6氣體配管、儀表、液壓油、備件等部件，如果不能馬上進行安裝，都必須在有保護設施的地方儲存。為了保證GIS設備狀態(tài)良好，應在戶內(nèi)儲存。當不可能在戶內(nèi)儲存時，應滿足以下要求：

1)存放地必須高出地面至少150mm；

2)必須用篷布完全蓋住，并用繩子綁好，保證通風良好；

3)每月目視檢查一次儲存狀況，以防潮、防盜、防損傷。

短期存儲少于6個月，每個運輸組件(裝配單元、外殼、瓷套等)應將氣室內(nèi)SF6氣體壓力保持在約0.05MPa，對于無法充入SF6氣體的氣室內(nèi)需裝入儲存用的吸附劑。若由于某種原因?qū)е逻\輸組件不密封，應首先確認泄漏的準確部位并進行修復，然后更換吸附劑以清除設備的濕氣。機構(gòu)單元和控制單元應進行保護，要防潮、防塵、防磕碰，并放在戶內(nèi)保存。

長期存儲6個月及以上，要仔細檢查運輸組件是否有由濕氣、灰塵和生銹而造成的損壞。如果發(fā)現(xiàn)任何損壞，應對設備進行修理，對于打開氣室維修的，必須及時更換吸附劑。對設備重新抽真空后，再重新充入儲存時要求的氣體。

1.2 現(xiàn)場安裝注意事項

GIS設備現(xiàn)場安裝時應注意以下事項：

1)吊裝設備前必須確認起重設備，如吊車、吊繩、吊環(huán)等的起重能力及產(chǎn)品自重，禁止盲目作業(yè)；

2)不要對產(chǎn)品施加外力或重擊套管、管路、箱體等部位；

3)安裝過程中要特別小心，防止灰塵、雜質(zhì)和潮氣進入GIS本體內(nèi)部；

4)為防止雜質(zhì)進入本體內(nèi)部，清理后的導體、殼體等應立即安裝，外露部分要用塑料布包覆；

5)對于暫時不安裝的殼體、管路等，切勿將保護蓋板取下；

6)O形圈種類不能混淆，要分類存放，區(qū)別使用；

7)O形圈在使用前要檢查其外表面，不能有劃傷；

8)不能直接由氣瓶向氣室內(nèi)充SF6氣體，應經(jīng)過減壓閥減壓后將SF6氣體充入GIS設備內(nèi)；

9)在進行返修作業(yè)時，必須確認SF6氣體已回收，且SF6氣體為負表壓，才能松開蓋板或法蘭的螺栓連接，法蘭、蓋板拆除時，其緊固螺栓必須沿圓周方向?qū)蔷鶆蛩蓜雍?，再依次拆除?/p>

10)氣體回收后，進行GIS殼體內(nèi)部的安裝時，必須對內(nèi)部氧氣濃度進行檢測(氧氣濃度應大于18%)，必要時采取換氣措施，否則不能進行內(nèi)部作業(yè)；

11)進行殼體內(nèi)部作業(yè)必須有專人監(jiān)護；

12)進行高空作業(yè)必須使用安全帶，且必須有專人監(jiān)護；

13)螺栓緊固時，用力矩扳手按標準進行緊固作業(yè)，緊固后用記號筆作標記。

1.3 現(xiàn)場調(diào)試注意事項

GIS設備現(xiàn)場調(diào)試時應注意以下事項：

1)真空狀態(tài)或抽真空過程中不能用搖表、萬用表、電阻儀等進行測量作業(yè)；

2)測定真空度時，必須按要求操作有關閥門；

3)在沒有充入SF6氣體之前，斷路器只能用手動專用操作工具進行低速操作；

4)斷路器現(xiàn)場調(diào)試完畢，投入使用前，必須將防慢分銷插入操動機構(gòu)內(nèi)；

5)對于電流互感器，在GIS各項試驗中，只要一次導體有電流通過，二次回路不能開路；

6)電壓互感器的壓力釋放裝置保護蓋板，按其背面標簽要求，在投入使用前必須拆除(防爆裝置方能正常工作)。

2 GIS現(xiàn)場安裝關鍵點與質(zhì)量控制措施

由于 GIS設備質(zhì)量、體積都較大且安裝精度要求較高, 因此在現(xiàn)場裝配過程中，需要嚴格把關，不能有任何一點疏漏，否則將造成安全隱患, 嚴重情況下會使GIS設備和電網(wǎng)發(fā)生故障。為了避免GIS設備因現(xiàn)場安裝造成的質(zhì)量事故，在GIS設備現(xiàn)場安裝過程中應對GIS設備的安裝潔凈度、安裝精度、密封性與氣室內(nèi)SF6微水含量等幾方面進行重點管控[2]。

2.1 潔凈度

GIS設備內(nèi)部空間狹小，在高電壓環(huán)境下，即便是內(nèi)部極少量的灰塵、雜物、金屬碎屑以及微量纖維都會使GIS設備的絕緣性能降低，從而造成設備的局部放電。GIS設備氣室內(nèi)部雜物的主要來源為安裝時現(xiàn)場環(huán)境中的雜物進入到GIS氣室內(nèi)部，因此為了保證GIS氣室內(nèi)部的潔凈度，必須嚴格控制安裝現(xiàn)場的環(huán)境，具體的控制措施有：

1)GIS設備安裝必須在設備基礎、預埋件、電纜溝槽等設施完工后進行。施工作業(yè)區(qū)附近無灰塵產(chǎn)生，保證窗戶、孔洞等密封良好，配備專用的換氣裝置。

2)GIS設備安裝區(qū)(防塵室)周邊5m范圍內(nèi)若有產(chǎn)生灰塵的地面(有露土地面)，則需鋪清潔塑料布或彩條布。

3)GIS設備安裝區(qū)出入口必須安排專人值守，入口處設置“非工作人員不得入內(nèi)”以及“嚴禁吸煙”告示牌，進入GIS設備安裝區(qū)必須更換工作鞋或戴鞋套。

4)GIS設備安裝區(qū)相對濕度≤80%，與變壓器、電抗器、出線套管連接處的母線在陰雨、風沙天氣不允許裝配；當相對濕度高于80%時，必須將濕度降至80%以下才允許進行設備的安裝，與變壓器、電抗器、出線套管連接的母線在陰雨、風沙天氣不允許進行安裝作業(yè)。

2.2 設備安裝的精度

GIS設備的安裝精度要求較高，主要包括GIS設備的水平度和軸線偏差以及導電桿插入導體座的吻合程度等。如果GIS設備中各組件安裝的水平度和軸線偏差較大，有可能會帶來導體接觸不可靠、密封程度不足以及絕緣子開裂等一系列問題。因此在設備安裝前，需要利用經(jīng)緯儀來進行測量，以保證每個間隔(4個角位置)基礎預埋件的地面水平允許最大偏差在2mm以內(nèi)，所有安裝尺寸的允許最大偏差在3mm以內(nèi)，同時劃好GIS設備橫向和縱向軸線，吊裝GIS設備時，應使用吊線錘將GIS設備在預先畫好中心線上精確定位，定位誤差小于1mm。對于導體的安裝，在安裝前應檢查導體表面是否存在缺陷，如劃傷和毛刺等，以及在插接中是否卡澀，并且全面檢查導電桿插入的深度和接觸點的吻合程度。結(jié)束后，需要測量各個元件的回路電阻，確保測量值小于出廠時設置值的120%。

2.3 設備的密閉性

GIS設備的密閉性是保證其絕緣的一個關鍵因素，GIS 設備發(fā)生致命故障的原因往往是由于SF6氣體泄漏造成的。在設備的安裝過程中應該始終對設備密封性進行監(jiān)控。設備的密封性主要依靠產(chǎn)品安裝過程中密封面的安裝工藝來保證，具體的控制措施有：

1)安裝時舊的密封圈應該給予更換，對于清潔劑以及密封膠等材料的使用，應該嚴格按照產(chǎn)品技術規(guī)范的要求進行。

2)安裝時應使用工業(yè)潔凈紙、酒精對待安裝法蘭面、密封槽、密封面、密封圈等進行仔細清理。

3)安裝過程中的螺栓緊固，應先按對角線預緊固，然后再用力矩扳手進行最終緊固。

4)安裝完成后應進行密封性檢查，采用局部包扎法，在正常的周圍空氣溫度下，各氣室充以額定壓力的SF6氣體，用塑料薄膜包扎各密封面，邊緣用膠帶粘貼密封，放置24h，用SF6檢漏儀測量包容區(qū)的氣體濃度，一般測試2～6個點。產(chǎn)品年漏氣率應小于0.5%。

2.4 氣室SF6微水含量控制

GIS設備的絕緣性能會因SF6氣體[3]微水含量過高而受到影響，水與SF6氣體會在電弧作用下生成氫氟酸等有害物質(zhì)，使GIS設備材料被腐蝕。GIS氣室內(nèi)部的水分除了SF6新氣自身攜帶少量水分以外，還包括在充氣以及設備安裝過程中引入的水分，鑒于這幾個水分來源，GIS氣室SF6微水含量控制具體的措施有：

1)安裝過程中要特別小心潮氣進入GIS本體內(nèi)部，對于暫時不安裝的殼體、管路等，切勿將保護蓋板取下。

2) 如果要現(xiàn)場打開氣室，則應該將吸附劑重新安裝，而且符合要求。打開包裝后必須立即裝入氣室, 安裝的時間不應超過2h。

3)為了減少SF6的含水量，需要對其進行抽真空處理，該方法除了能減少SF6氣體本身攜帶的少量水分, 還可以減少罐體內(nèi)其他物體(密封件、絕緣件等)內(nèi)所含的水分。抽真空時抽到67Pa后繼續(xù)抽0.5h以上，停泵靜止30min后，測量真空度，放置5h后，再次測量真空度，前后兩次測量真空度差值應小于67Pa。

4)GIS設備內(nèi)充入SF6氣體時，首先應對SF6氣體的水分含量進行檢測，其含量應小于0.005‰。

3 結(jié)束語

GIS設備的整體安裝工藝要求非常高，且非常復雜，主要包括設備的安裝環(huán)境以及設備本身的質(zhì)量，特別是需要安裝人員有著較高的技能水平，因為安裝的整個流程是由安裝人員控制的。安裝過程中對安裝的潔凈度、精度、密封性及微水含量進行嚴格的管控，可提高GIS設備的安裝質(zhì)量，保證其可靠運行。

[1] 白宇濤. GIS設備安裝質(zhì)量控制要點[J]. 電力自動化設備, 2007, 27(3): 124-126.

[2] 胡翔宇. 淺談特高壓變電站 GIS 安裝質(zhì)量控制[J]. 中國新技術新產(chǎn)品, 2017(16): 87-88.

[3] 馬婧珺. GIS設備中SF6氣體分解影響因素分析[J]. 科技創(chuàng)新與應用, 2017(9): 212.