組合電器GIS的現(xiàn)場安裝質量與檢修質量探討

弓穎暉

（太鋼能源動力總廠，山西太原030003）

1 前言

近年來，組合電器GIS高壓設備在太鋼變電站得到廣泛的應用。GIS設備的故障通常發(fā)生在現(xiàn)場安裝施工或大修后投入運行初期,GIS的結構特點決定了安裝過程本身就是控制GIS投運后質量控制一個關鍵性步驟；大修過程中出現(xiàn)漏洞對于GIS的正常運行也會帶來很大的影響。以下對GIS的安裝調試過程中出現(xiàn)的問題及大修中應注意的問題進行更深一步的探討。

2 GIS的現(xiàn)場安裝調試質量控制

2.1 GIS安裝過程中把好三大關:清潔度、密封性和真空度

2.1.1 保證清潔度是GIS組裝中最首要的任務

GIS安裝現(xiàn)場的場地情況必須保證無塵，為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時應在場地灑水并用拖把擦凈，在空氣靜止后才開始安裝。作為電極的鋁管在加工過程中難免會存在著表面毛刺和鋁屑，這些微粒（往往是耐壓試驗中放電的主要原因所在）如果不清除，將嚴重威脅GIS設備的正常運行。因此要特別注意保證鋁導體和器身內部的清潔。目前，制造廠采取的措施一般為：（1）強化對導體加工過程的清潔檢查，防止出現(xiàn)死區(qū)；（2）在總裝前增加導體振動清潔的新手段，盡量把空心體內部死角的殘留物清理出來；（3）對組裝前的導體做類似局部放電試驗以檢查出殘留的鋁屑和金屬絲等。太鋼C C P P站GIS在安裝過程中，適逢冬季施工，現(xiàn)場溫度低，項目部采用2000W電輻射板取暖，保證室內溫度在0℃以上，并每天對現(xiàn)場地面進行灑水并用拖把擦凈清潔，待空氣靜止后，保證沒有灰塵的情況下才進行安裝。在對接過程中，嚴格按照安裝規(guī)范要求對罐體及管線導體進行丙酮擦拭，保證了GIS的內部清潔，在隨后的試驗過程中，各種參數(shù)都能夠一次達標。

2.1.2 密封性檢查

密封性是GIS絕緣的關鍵，SF6氣體泄漏會造成GIS致命的故障。因此密封性檢查應貫穿于整個安裝過程的始終。

密封主要取決于罐體焊接質量，其次是密封圈的制造、安裝調整狀況。具體的控制措施有：（1）組裝時必須更換新的密封圈，并使用符合產(chǎn)品技術規(guī)范要求的清潔劑、潤滑劑、密封脂等材料。（2）在涂密封脂時應避免其流入密封圈的內側，因為有的密封脂含有二氧化硅的成分，SF6設備運行后所產(chǎn)生的氫氟酸（H F）會將其腐蝕而使GIS內部的雜質含量增加，這對GIS設備的安全運行是很不利的。（3）在進行各密封部位連接法蘭的緊固時應使用力矩扳手，使其受力均勻保證密封效果。（4）在清理罐體密封面的密封槽時,要用600#細砂法蘭邊緣可以用銼刀、砂紙修磨。罐體加工后要用氣壓試驗來檢查密封情況，壓力取最高氣壓的1.25倍。

2.1.3 真空度及SF6含水量檢查

真空度的要求是安裝過程中的第三個關鍵點，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也可減少罐內其他物體(絕緣體、密封體)內所含的水分，一般要求在充入SF6氣體之前真空度要達到133 Pa，再繼續(xù)抽真空30 min后停止抽真空，12 h后再測量真空度，兩個數(shù)字進行比較以確保密封性能良好。水分對于GIS運行的影響關鍵在于：如果沒有將SF6氣體控制在零度以下，則在溫度變化時絕緣體表面會形成凝露，所附著的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應生成HF等低氟化物，從而導致絕緣材料沿面和金屬表面劣化。通常把允許值控制在-5℃，此時絕緣體表明凝結的不會是水珠而是冰晶，它對絕緣性能的使用幾乎沒有影響。由飽和水蒸汽壓力和水分含量、露點的關系曲線可查得露點-5℃進水分含量（以下均指體積比）在0.4 MPa時為 790×10-6，0.5 MPa時為 1000×10-6；露點0℃時0.4 MPa時為1200×10-6，0.5 MPa時為1000×10-6。考慮到在最高運行氣壓的上述值尚需加大10%～15%，相對應-5℃露點分別為680×10-6和570×10-6。在對GIS充氣前應對SF6氣瓶內氣體進行微水測試及對10%SF6氣瓶內氣體按國家標準驗收，合格后方能注氣。

2.2 耐壓試驗

為檢查GIS現(xiàn)場安裝后是否存在隱患 (包括包裝、運輸、儲存、安裝及調試過程中的損傷等)而導致內部故障，驗證其絕緣性能是否良好、是否滿足有關標準的要求。GIS設備現(xiàn)場安裝調試完成后，必須進行耐壓試驗,且主回路的每一部分都應進行耐壓試驗。

現(xiàn)場耐壓試驗主要包括：

工頻交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度最有效、最直接的方法，對設備能否正常運行具有決定性的意義，也是保證設備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的最重要的手段。工頻交流耐壓試驗對設備是否存在雜質比較敏感，其試驗電壓為出廠試驗電壓的80%。

在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗過程中的老練試驗是非常必要的，老練試驗是指對設備逐步施加交流電壓，可以階梯式地逐步施加交流電壓，通過老練試驗既可將設備中可能存在的活動微粒雜質遷移到低電場區(qū)域，從而降低甚至消除這些微粒對設備的危害，又可通過放電燒掉細小微?；螂姌O上的毛刺、附著的塵埃等，以減少對設備的損害。

3 GIS檢修過程的質量控制

按照GIS標準，GIS運行10年就應該進行一次大修，更換氣閥、墊圈、檢查觸頭、機構潤滑、行程檢測、內部緊固件與機構緊固件檢查緊固，否則可能出現(xiàn)潛在隱患引發(fā)大的事故。GIS具有占地小，運行安全可靠，維護方便等優(yōu)點，但GIS組合電器元件制造精度高，檢修過程中一旦出現(xiàn)漏洞會給設備帶來不可估量的后果，所以在檢修過程中要進行檢修質量控制。

3.1 斷路器操作機構檢修質量控制

（1）首先應放盡氣動操作機構內的空氣

檢修的斷路器倉在放氣前，應先關閉該間隔的進氣、出氣閥門。檢查氣動機構是否正常，其他氣室壓力是否正常，防止因閥門關閉不嚴造成氣壓下降影響系統(tǒng)其他帶電間隔的運行。

（2）排放各倉室SF6氣體

將要檢修的斷路器倉、進（出）線刀閘倉SF6氣體排完，壓力至0，母線側刀閘倉、套管側倉室壓力降至0.3M Pa，以防因壓差大而損壞盆子。在放氣泄壓時檢查壓力低報警、壓力閉鎖等功能以驗證壓力開關是否符合技術要求。

（3）更換電磁閥

電磁閥是控制斷路器跳閘的關鍵備件，必須確保完好。若電磁閥卡澀將導致斷路器不能正常跳閘，當保護動作時，將引起越級跳閘擴大事故的范圍。因此對新的電磁閥必須解體檢查。拆開電磁閥首先檢查閥體的氣密性，應無砂眼，對一級電磁閥和二級電磁閥的閥體進行清潔。對轉動部分涂抹潤滑脂，檢查轉動部位的靈活性，確保無卡澀，轉動靈活。

（4）更換分合閘線圈

更換分合閘線圈時，應先測量合閘、跳閘線圈的阻值為110±5Ω，接線時確認好線圈的極性，再進行接線，以防接線錯誤燒毀。

（5）檢查緩沖器

檢查緩沖器，補充緩沖器油，保證注油量1700m L，使油面達到和注油孔下端平齊，用手將緩沖器活塞推到底，測量活塞桿到下平面尺寸，再將活塞桿向上拉到頂，再測量活塞桿到下平面尺寸，活塞桿行程應為217m m，當與汽缸活塞桿連接時，要保證活塞在分、合閘終了時的油墊尺寸。

3.2 倉室檢查質量控制

檢查斷路器的動、靜觸頭、刀閘的握手、絕緣子、均壓環(huán)、導體等部件是否完好。檢查觸頭、觸指是否潔凈，是否有燒損、緊固螺栓是否牢固。檢查內部絕緣件是否潔凈，是否有放電或爬電痕跡，是否有機械損傷。檢查氣室內部是否潔凈，是否有粉塵。對于有粉塵的部位進行清潔處理。

4 GIS定期維護的必要性

按照運行規(guī)范，需要定期對GIS進行維護。太鋼九降壓在2009年檢修期間，就發(fā)現(xiàn)了三項較大的隱患，及時進行了處理，避免了重大事故隱患的發(fā)生。三項較大隱患分別是：

（1）2#變壓器紅相斷路器倉固定屏蔽罩的均壓環(huán)上的螺比共有四條，開倉檢查時發(fā)現(xiàn)其中有一套螺絲掉落，二顆螺帽脫落只剩螺桿，另一顆螺帽松動。若不是此次檢修及時發(fā)現(xiàn)，斷路器再分合幾次，其余螺栓將在分合閘的沖力下掉落，均壓環(huán)脫落，造成屏蔽罩傾斜，因屏蔽罩絕緣距離不夠而導致對外殼放電接地故障，且因故障點在C T之前，將造成220kV母線接地故障引起大面積停電事故。

（2）1#主變黃相斷路器操作機構一級閥復位止子滾輪脫落。檢修開倉及時發(fā)現(xiàn)，否則，當開關跳閘后，因一級閥復位止子滾輪脫落導致電磁閥不能復位，造成整個集中供氣系統(tǒng)從此處漏氣，將引發(fā)運行中的斷路器因空氣壓力低造成分閘閉鎖，不能正常跳閘。

（3）發(fā)現(xiàn)候鋼1#線紅相斷路器三級閥螺絲掉落。三級閥是開關跳閘門最后一級執(zhí)行機構，閥體封閉不嚴，將導致分閘速度達不到要求，如沒有及時發(fā)現(xiàn)，螺絲再脫落，將導致空氣動力從此處泄漏，造成開關拒分閘的重大事故發(fā)生。

5 結語

由于GIS具有占地小，運行安全可靠，維護方便的特點。近年來太鋼新建十三總降、十總降、CCPP站、2×300M W發(fā)電機組等項目都采用了GIS組合電器。從GIS的安裝，調試、運行中，積累了一定的經(jīng)驗，也從太鋼九降壓等GIS的檢修中，及時地發(fā)現(xiàn)了一些隱患，避免了重大事故的發(fā)生，為太鋼的安全生產(chǎn)提供了保障。