淺談SF6封閉式組合電器的特點(diǎn)及安裝

李 強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東 濟(jì)南250000）

SF6封閉式組合電器即GIS。是由英文Gas Insulated Switchgear的縮寫，意思是“氣體絕緣開關(guān)”，顧名思義是以氣體為絕緣介質(zhì)的開關(guān)設(shè)備。GIS的中文意思也可以稱為“高壓全封閉組合電器”。它將一座變電站中除變壓器以外的一切設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、CT、PT、母線、避雷器進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體。GIS有效地縮小占地面積，元件全部密封不受環(huán)境干擾、運(yùn)行可靠性高、運(yùn)行方便、檢修周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、安裝迅速、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代高壓電器發(fā)展的主流。GIS實(shí)現(xiàn)了小型化，模塊化，絕緣不受外界影響；對(duì)周圍不產(chǎn)生電磁場(chǎng)，雜音和無(wú)線電干擾，合乎環(huán)保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置靈活，安裝周期短，維護(hù)方便和檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的開關(guān)裝置。GIS的安裝與調(diào)試作為GIS質(zhì)量控制中的重要一環(huán),其安裝質(zhì)量的好壞直接影響到GIS日后的運(yùn)行質(zhì)量與安全。下面就談?wù)勛约簩?duì)SF6封閉式組合電器安裝的膚淺看法。

1 SF6封閉式組合電器特點(diǎn)及應(yīng)用

GIS組合電器采用絕緣性能卓越的六氟化硫氣體做絕緣和滅弧介質(zhì)，所以能大幅度縮小變電站的體積，實(shí)現(xiàn)小型化結(jié)構(gòu)。GIS具有可靠性高、安全性好，杜絕對(duì)外部的不利影響。隔離開關(guān)和接地開關(guān)設(shè)置有特殊的結(jié)構(gòu)，保證隔離開關(guān)有很高的開合母線轉(zhuǎn)換電流能力，接地開關(guān)有優(yōu)良的開斷感應(yīng)電流的能力。

1.1 GIS組合電器的重要性

GIS組合電器設(shè)備的所有帶電部分都被金屬外殼所包圍，它是用鋁合金、不銹鋼、無(wú)磁鑄鋼的材料組成。外殼用銅母線接地，內(nèi)部充有一定壓力的SF6氣體。GIS組合電器設(shè)備的高度集成化、緊湊性，在現(xiàn)場(chǎng)安裝中任何的疏忽都將留下其運(yùn)行中存在的隱患，嚴(yán)重的將造成設(shè)備和電網(wǎng)事故。其絕緣性能、滅弧性能都比空氣要好得多。GIS設(shè)備的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)是用同軸圓柱體間隙，故為稍不均勻電場(chǎng)，而常規(guī)變電站則是棒-板組成的不均勻電場(chǎng)。由于GIS的間隔設(shè)備操作全部使用電氣化，并能實(shí)現(xiàn)微機(jī)遙控操作，大大簡(jiǎn)化了變電運(yùn)行操作程序，減輕了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。

1.2 GIS組合電器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

GIS組合電器最大限度地縮小整套配電裝置的占地面積和空間體積，結(jié)構(gòu)十分緊湊，采用積木式結(jié)構(gòu)組合在一起，并全部封閉在金屬外殼內(nèi)。由于GIS的帶電部分全部密封在SF6氣體中，能消除外部環(huán)境因素對(duì)設(shè)備的影響與干擾，在重污染、高海拔、多鹽霧、多地震地區(qū)和高層建筑內(nèi)部及地下室使用具有常規(guī)開關(guān)設(shè)備無(wú)法比擬的優(yōu)越性。對(duì)周圍不產(chǎn)生電磁場(chǎng)，雜音和無(wú)線電干擾，合乎環(huán)保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置靈活，它能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，可達(dá)到少維護(hù)或免維護(hù)的要求，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)30年。特別適用于沿海、高原、污穢嚴(yán)重的地區(qū)使用。

1.3 GIS組合電器的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，GIS組合電器的使用量每年大約按15%的速度增加。一般用于由于場(chǎng)地大小限制，無(wú)法安裝敞開式斷路器和刀閘、地刀的變電站，因?yàn)榉忾]組合電器占地面積比同樣的敞開式斷路器和刀閘、地刀要小很多，但是費(fèi)用要更高，所以一般用于面積受限的變電站，可用于濕熱、污穢、高寒地區(qū)等嚴(yán)酷環(huán)境條件，符合小型化、自動(dòng)化的要求。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。

2 SF6封閉式組合電器的安裝

在安裝SF6封閉式組合電器時(shí)，必須選派施工經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)，有高水平技術(shù)的人員進(jìn)行工作，準(zhǔn)備好安裝設(shè)備，在塵土較大的環(huán)境下，要準(zhǔn)備防塵帳棚。安裝過(guò)程中要注意三大要素，即：清潔度、密封性和真空度。SF6封閉式組合電器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了安裝過(guò)程的GIS的運(yùn)行質(zhì)量。

2.1 基礎(chǔ)預(yù)埋

根據(jù)設(shè)計(jì)圖，廠家施工圖紙對(duì)基礎(chǔ)水平進(jìn)行測(cè)量和位置確認(rèn)，并確認(rèn)GIS接地線的位置及其長(zhǎng)度。預(yù)埋件及預(yù)留孔符合設(shè)計(jì)要求，預(yù)埋件牢固。GIS的載荷條件、留孔及預(yù)埋要求均由制造商提供，但基礎(chǔ)的預(yù)埋方式是由設(shè)計(jì)方根據(jù)制造商提供的基本資料來(lái)確定的?；炷粱A(chǔ)及構(gòu)支架達(dá)到允許安裝的強(qiáng)度和剛度，設(shè)備支架焊接質(zhì)量符合要求。常用的基礎(chǔ)預(yù)埋件有槽鋼和螺栓兩類。其中預(yù)埋螺栓的施工較簡(jiǎn)單，但調(diào)節(jié)性差，如果螺栓遇到樓板鋼筋，則需要調(diào)整螺栓位置，并在需要與之連接固定的設(shè)備支架上重新開孔，然后對(duì)開孔進(jìn)行防銹處理。而預(yù)埋槽鋼則不存在上述問(wèn)題，因此應(yīng)用較多。

2.2 間隔就位、鏈接母線

SF6封閉式組合電器對(duì)水分和雜質(zhì)特別敏感，安裝現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要求嚴(yán)格控制。由于GIS安裝時(shí)需要打開氣室，所以安裝必須在晴朗天氣下進(jìn)行，空氣濕度小于80%，氣室打開后必須連續(xù)進(jìn)行安裝到真空處理。如果在戶外安裝，控制風(fēng)速小于3級(jí)，必要時(shí)在打開氣室的局部范圍內(nèi)設(shè)置遮蔽措施，安全區(qū)域必須控制揚(yáng)塵。施工人員頭發(fā)必須包裹在帽子中，佩戴口罩。采取降溫措施，防止安裝人員汗水進(jìn)入氣室內(nèi)部。PT間隔就是安裝與母線連接的電壓互感器的間隔。PT間隔操作母線PT與母線避雷器等設(shè)備的運(yùn)行，為二次設(shè)備提供母線電壓。母聯(lián)間隔是由各段母線連接時(shí)需要母聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，母聯(lián)就是實(shí)現(xiàn)各段母線的連接和斷開的開關(guān)。

2.3 操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝

操動(dòng)機(jī)構(gòu)固定應(yīng)牢靠，底座或支架與基礎(chǔ)間的墊片不宜超過(guò)3片，總厚度不應(yīng)超過(guò)20mm，并與斷路器底座標(biāo)高相配合，各片間應(yīng)焊牢固。加熱裝置的絕緣及控制元件的絕緣良好，各種接觸器、繼電器、微動(dòng)開關(guān)、壓力開關(guān)和輔助開關(guān)的動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確可靠，接點(diǎn)應(yīng)接觸良好，無(wú)燒損或銹蝕，分、合閘線圈的鐵芯應(yīng)動(dòng)作靈活，無(wú)卡阻。

2.4 GIS現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

GIS設(shè)備安裝完畢后，在施工現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)，檢驗(yàn)在安裝過(guò)程中是否符合國(guó)家規(guī)定的安裝規(guī)程。首先進(jìn)行回路電阻測(cè)量，在元件調(diào)試之前應(yīng)測(cè)量主回路電阻，以檢查主回路中的聯(lián)結(jié)和觸頭接觸情況，并采用直流壓降法測(cè)量，測(cè)試電流不小于100A?；芈返碾娮柚饕Q于觸頭間的接觸電阻,其大小直接影響通過(guò)工作電流時(shí)是否產(chǎn)生溫升不合格及通過(guò)短路電流時(shí)的耐受性能,是反映現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量的重要依據(jù)。其次是絕緣電阻測(cè)量，用兆歐表測(cè)量絕緣電阻。絕緣電阻不能檢測(cè)出局部缺陷。再次，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，嚴(yán)格檢查總體安裝后的絕緣性能是否完好，驗(yàn)證是否存在各種隱患導(dǎo)致內(nèi)部故障，GIS主回路的每一部分都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。選定的試驗(yàn)程序應(yīng)使每個(gè)部件都至少施加一次試驗(yàn)電壓。GIS的每一部件均已按選定的試驗(yàn)程序耐受規(guī)定的試驗(yàn)電壓而無(wú)擊穿放電，則認(rèn)為整個(gè)GIS通過(guò)試驗(yàn)。如果發(fā)生擊穿放電，可進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果重復(fù)耐壓失敗，須將設(shè)備解體，打開放電間隔，仔細(xì)檢查絕緣損壞情況，采取必要的修復(fù)措施，再進(jìn)行規(guī)定的耐壓試驗(yàn)。

2.5 GIS漏氣檢驗(yàn)

設(shè)備對(duì)接完畢，應(yīng)立即進(jìn)行抽真空和充氣工作。在裝配現(xiàn)場(chǎng)用塑料薄膜將殼體上法蘭的連接部位包封起來(lái)，用GIS檢漏儀丈量包容區(qū)內(nèi)GIS含量，年漏氣率必須小于1%。

2.6 調(diào)試、二次檢驗(yàn)

認(rèn)真檢查從控制屏到斷路器、隔離開關(guān)等元件操動(dòng)機(jī)構(gòu)的連線，從控制屏到CT、CVT等元件端子箱的接線。檢查接線端子的松緊程度及端子標(biāo)記的情況。

總之，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，GIS在變電所的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。為確保安裝質(zhì)量，對(duì)安裝場(chǎng)地要求相當(dāng)潔凈，使用過(guò)的密封圈，拆開后都要重新更換，安裝后檢查未發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，才能投入使用，使GIS SF6封閉式組合電器發(fā)揮出更大的作用。

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