GIS安裝工藝和質(zhì)量要求

魏 齊

（國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063）

0 引言

GIS（Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣全封閉組合電器）具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積大大減小，運(yùn)行噪聲小、檢修的周期加長等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)還非常適用于智能變電站的使用，對于電力系統(tǒng)建設(shè)會優(yōu)先考慮它。因?yàn)樗显O(shè)備集約化、簡約化的要求，但同時也提高了安裝質(zhì)量的要求?，F(xiàn)結(jié)合上海某變電站的擴(kuò)建工程，介紹GIS的特點(diǎn)、組裝順序和安裝工藝要求。

1 GIS的特點(diǎn)

GIS主要由、斷路器、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、連接件和避雷器等部件組成，這些部件都集中安裝在GIS氣室同體當(dāng)中。各氣室充滿了相應(yīng)額定值的SF6氣體，因?yàn)镾F6具有優(yōu)越的滅弧性能。GIS特點(diǎn)如下。

（1）現(xiàn)場吊裝、安裝過程十分簡便。

（2）很大程度上節(jié)約了設(shè)備占用的土地面積。保證了緊湊的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)在繁華的城市當(dāng)中，此特點(diǎn)尤為重要。

（3）因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)為全封閉，所以雨水、雷電、雨雪等天氣因素影響較小。大大減小了設(shè)備的事故率，在高寒、濕度大等地區(qū)，此特點(diǎn)的優(yōu)勢也能很明顯的體現(xiàn)出來。

（4）運(yùn)行當(dāng)中的安全性很高，一般不會發(fā)生結(jié)緣損壞、雷擊、火災(zāi)、導(dǎo)體放電等事故。

2 GIS的安裝程序

2.1 GIS元部件裝配前的檢查

在運(yùn)輸木質(zhì)箱拆封后應(yīng)檢查內(nèi)部零件是否完整，有無破損。對照發(fā)貨單，檢查所簽收物品是否齊全，例如導(dǎo)體、消耗品的數(shù)量、型號、應(yīng)齊全；瓷件表面應(yīng)該沒有破損或者裂紋，絕緣件表面不應(yīng)存在缺口、劃痕，甚至是面脫落。接線端子接觸面、插接件表面及載流部分應(yīng)光滑、整潔、沒有銹蝕痕跡。如果發(fā)現(xiàn)問題，則及時與廠家聯(lián)系，必要時返廠處理。新到站的氣體鋼瓶都應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的出廠測試，一并發(fā)貨的還應(yīng)該有相應(yīng)的試驗(yàn)測試的數(shù)據(jù)報(bào)告，每瓶氣體還應(yīng)進(jìn)行水分測試，并且試驗(yàn)結(jié)果合格。

2.2 GIS間隔的基礎(chǔ)劃線

（1）在本次220 kV擴(kuò)建工程中，各間隔的基礎(chǔ)劃線定位使用墨斗定位，按照已設(shè)計(jì)好的施工圖紙，在場地上劃出各間隔的間距，方便間隔吊裝時的使用。

（2）在地面上劃出基礎(chǔ)的中心線后。沿各中心線根據(jù)間隔的順序用經(jīng)緯儀分別測出標(biāo)高，并且要作好相應(yīng)記錄，作為GIS設(shè)備就位的依據(jù)。

2.3 GIS安裝

2.3.1 GIS間隔的就位和水平度的調(diào)整

在本次擴(kuò)建工程中，各間隔到場前除母線氣室外，其他各部分均已拼接到位。所以現(xiàn)場安裝就是安裝母線氣室的法蘭面。GIS應(yīng)該以母線氣室為基礎(chǔ)進(jìn)行逐個間隔的安裝，如果間隔數(shù)量比較多，那么為了減少誤差，可選則處于中間位置的間隔作為第1個安裝間隔，然后再向兩側(cè)延伸；如果間隔比較少，可選擇外側(cè)的間隔為第1個開始安裝的間隔。間隔就位后，應(yīng)利用激光對中裝置仔細(xì)調(diào)整水平，因?yàn)槿绻麑χ胁徽_，間隔母線拼接時可能會導(dǎo)致法蘭面壓接不平，從而接觸面受力不均而漏氣。除此以為，還可以用水平尺進(jìn)行調(diào)平。

2.3.2 母線導(dǎo)體的安裝

導(dǎo)體在插入絕緣盆子上的滑動電極之前應(yīng)使用高純酒精進(jìn)行清擦，并在所需安裝導(dǎo)體的母線罐體法蘭處安裝金屬架板，從而防止導(dǎo)體摔落破壞導(dǎo)體表面鍍銀層。并在觸頭前端2 mm范圍內(nèi)涂上專用的潤滑脂，然后才可以對接，如圖1～圖3所示。

圖1 潤滑脂（FOMBLIN）

圖2 連接觸頭涂抹潤滑脂

2.3.3 母線氣室的對接

現(xiàn)場間隔調(diào)整好水平后，應(yīng)先將各母線氣室的兩端封蓋拆除，再泄放掉內(nèi)部原來沖進(jìn)去的氮?dú)?，隨后利用酒精、無毛紙將母線氣室的法蘭面進(jìn)行清化。按照安裝的順序，依次對后面的母線拼接進(jìn)行相同的處理方式。需要吊裝的罐體在吊裝對接前應(yīng)進(jìn)行清化，主要是清擦盆子或法蘭表面做到清潔無毛刺，裝好密封圈，調(diào)整好水平度，并保證連接觸頭的插入深度。

2.3.4 波紋管的安裝

波紋管在吊裝安裝前應(yīng)先進(jìn)行清化，每一節(jié)波紋內(nèi)外都應(yīng)仔細(xì)清理，在每根螺桿上均勻涂抹固體二硫化鉬，達(dá)到潤滑作用。隨后再用扳手將波紋管長度壓縮，以便于安裝的方便，吊裝進(jìn)入罐體之間后再反操作松開螺母，將波紋管長度延長至正好與母線法蘭緊密接觸。

2.3.5 氣室的抽真空

在每一氣隔安裝完成后，應(yīng)立即加裝吸附劑并開始抽真空，現(xiàn)場一般使用大型的回收車對各氣室進(jìn)行抽真空作業(yè)，并進(jìn)行真空檢漏。詳細(xì)的抽真空要求見4.2。

2.3.6 SF6氣體充氣及泄漏檢測

在各氣室完成了相應(yīng)的氮?dú)庑狗拧⒊檎婵展ぷ骱?，?yīng)按照相關(guān)的技術(shù)要求，利用減壓閥對各氣室進(jìn)行SF6氣體的充補(bǔ)，氣體的額定值也必須滿足相應(yīng)的壓力值。充氣后，各氣室應(yīng)靜置24 h。按照平時檢查泄漏的方式，使用WIKA檢漏儀對各個氣室的法蘭接觸面、密封面進(jìn)行仔細(xì)的檢測，并根據(jù)其可以定量、定性的功能判斷氣室接觸面是否存在氣體泄漏。

2.3.7 氣室水分檢測

氣室中的水分對于GIS穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，水分含量時刻影響著其電氣絕緣強(qiáng)度。各氣室SF6水分含量的測量應(yīng)在封閉式組合電器充氣48 h后進(jìn)行。檢測應(yīng)使用水分儀對各個氣室進(jìn)行檢測。相應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)見4.2。

2.3.8 工頻耐壓試驗(yàn)

整組安裝完畢后應(yīng)對其主回路進(jìn)行工頻交流耐壓實(shí)驗(yàn)。根據(jù)GIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，耐壓試驗(yàn)應(yīng)在接觸電阻試驗(yàn)合格、氣室內(nèi)水分含量不超標(biāo)以及筒體氣體檢漏合格后進(jìn)行。交流耐壓試驗(yàn)必須按照相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，只有在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不出現(xiàn)放電現(xiàn)象，才能說明內(nèi)部有足夠的絕緣強(qiáng)度和良好的接觸。另外，還需注意試驗(yàn)電壓為出廠值的80%。

圖3 導(dǎo)體固定架板

3 GIS的安裝工藝要求

（1）設(shè)備間隔的拼接應(yīng)在天氣晴朗的環(huán)境下進(jìn)行，空氣的濕度也不能太大，按照規(guī)定，應(yīng)在80%以下?，F(xiàn)場安裝還要備足密封用的卷筒塑料紙，防止浮塵或顆粒進(jìn)入氣室內(nèi)。

（2）到達(dá)現(xiàn)場的整組間隔不可以隨意拆除，如果現(xiàn)場對各部分有疑問或者必須拆除檢查的，需經(jīng)過廠家人員同意才可以現(xiàn)場拆除，并且廠方人員一直在現(xiàn)場指導(dǎo)。

（3）設(shè)備拼裝時應(yīng)按照出廠的設(shè)備編號拼裝。導(dǎo)體與導(dǎo)體的連接要注意導(dǎo)體的長度和編號，如果安裝發(fā)生混亂，將會導(dǎo)致連接錯位。各氣室筒體外表面不可以被重物撞擊，因?yàn)槿绻芰ψ冃魏髸淖儦馐覂?nèi)的電場分布情況。

（4）現(xiàn)場還有許多清潔類用品。比如工業(yè)酒精、無毛紙、抹布、密封脂、二硫化鉬等。這些清潔類用品必須符合相關(guān)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）法蘭面安裝時，使用對穿螺栓進(jìn)行法蘭面緊固，緊固時不可以單邊緊固，應(yīng)從對角線上互相緊固，如圖4所示。（6）設(shè)備外殼接線端子的接觸面應(yīng)仔細(xì)檢查。表面應(yīng)無毛刺、凹凸不平、明顯銹蝕等痕跡。接頭接好前應(yīng)在接觸面涂抹電力脂，接頭表面的鍍銀層不等打磨過度。接頭緊固用的螺栓應(yīng)符合相應(yīng)力矩要求。

圖4 法蘭面緊固螺栓方法

4 GIS的安裝質(zhì)量管控

4.1 GIS間隔的清化

GIS單元內(nèi)部的清化在安裝過程當(dāng)中尤為重要。本次擴(kuò)建工程是利用吸塵器先吸除表面的粉塵、雜質(zhì)，再利用工業(yè)酒精和無毛紙進(jìn)行導(dǎo)體表面清擦。除此以外，筒體內(nèi)部的密封圈、法蘭密封面都應(yīng)進(jìn)行清化。每個氣室的金屬罐體以及導(dǎo)體表面內(nèi)必須保證清潔、無雜質(zhì)、無劃傷痕跡；密封圈（墊）在固定前應(yīng)使用工業(yè)無毛紙蘸取酒精仔細(xì)清擦。

絕緣盆子的清潔也尤為重要，應(yīng)在準(zhǔn)確對接前利用吸塵器仔細(xì)吸除盆子周邊的雜質(zhì)，再用工業(yè)無毛紙蘸取酒精擦拭盆子表面。

4.2 氣室真空度及SF6氣體水分檢查

抽真空的目的是將內(nèi)部的漂浮水分吸除，同時還可以清除其他雜質(zhì)，甚至是放電產(chǎn)生的有毒物質(zhì)?，F(xiàn)場進(jìn)行的抽真空工作，是使用真空回收車對氣室進(jìn)行抽真空，氣室真空度為133 Pa為最佳。本次擴(kuò)建工程抽真空值30 Pa（0.3 mbar），并繼續(xù)抽真空2 h。

氣室中水分標(biāo)準(zhǔn)在上文已經(jīng)指出：根據(jù)GB 50150—2006對SF6氣體設(shè)備中濕度試驗(yàn)要求以及DL/T 596—1996，GIS中SF6氣體的試驗(yàn)項(xiàng)目指出有電弧分解的隔室，微量水含量應(yīng)約150滋L/L、運(yùn)行中臆300滋L/L；無電弧分解的隔室，微量水含量應(yīng)約250 滋L/L、運(yùn)行中臆500 滋L/L。

4.3 法蘭密封面檢查

氣室檢漏的常用方法是“局部包扎法”和使用檢漏儀。還可以通過檢查SF6壓力表的壓力值進(jìn)行判斷是否存在泄漏現(xiàn)象。檢漏一般在充氣結(jié)束后24 h進(jìn)行。對于GIS設(shè)備而言，年漏氣率臆1%（以24 h漏氣換算）。

4.4 GIS設(shè)備的耐壓

在交流電產(chǎn)生的電場中，氣室內(nèi)懸浮的雜質(zhì)、顆粒會在交變電場的作用下上下浮動，簡單來說就是出于彈跳狀態(tài)，這種狀態(tài)對于設(shè)備帶電運(yùn)行有著極為不良的影響，會擾亂電場的分布，從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。這些雜質(zhì)還容易分布在罐體或者盆子的邊緣處。可以通過施加較低但是持續(xù)時間長的電壓對內(nèi)部的雜志顆粒進(jìn)行清除，稱之為“老練”。一般“老練”時間為5 min，比正式耐壓時間要長，這段時間內(nèi)基本可以將這些微米級的雜質(zhì)清除干凈，大大提高了本身的耐壓水平。

5 結(jié)論

安裝工藝是保證安裝質(zhì)量的重要措施，安裝過程中應(yīng)注意清潔度、密封性的要求。清潔過程中注意清化的仔細(xì)，嚴(yán)格徹底的內(nèi)外清化才能保證導(dǎo)體運(yùn)行中不放電。氣室抽真空、補(bǔ)氣、檢漏過程要仔細(xì)，才能保證設(shè)備的正常運(yùn)行。