基于變電站GIS設(shè)備安裝過(guò)程的控制要點(diǎn)分析

苗園

摘 要：變電站GIS設(shè)備安全運(yùn)行直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，本文在簡(jiǎn)單介紹GIS設(shè)備的功能的基礎(chǔ)上，從清潔度、密封性、真空度三大要素具體說(shuō)明變電站GIS在安裝過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：變電站GIS設(shè)備；清潔度；密封性；真空度

中圖分類號(hào)：TM411 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

GIS是一種SF6全封閉組合電器，所有帶電部分都被金屬外殼所包圍，多用鋁合金、不銹鋼和無(wú)瓷鑄鋼等材料組成，外殼用銅導(dǎo)體接地，內(nèi)部充有一定壓力的SF6氣體。GIS設(shè)備由斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器、進(jìn)行套管和出線套管等電氣元件組合而成。其占地面積小、受自然環(huán)境影響較少、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)、安裝施工工期短、沒(méi)有無(wú)線干擾和噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。

GIS設(shè)備自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知控制GIS設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵階段在于設(shè)計(jì)、制造和安裝三大階段。而控制好GIS設(shè)備的安裝質(zhì)量是最后一個(gè)關(guān)鍵階段。長(zhǎng)期實(shí)踐表明，與安裝質(zhì)量緊密相關(guān)的有三大控制要點(diǎn)，分別為：清潔度、密封性和真空度。

1 清潔度

如果GIS設(shè)備內(nèi)部存在污穢物如灰塵顆粒、金屬微粒等，內(nèi)部導(dǎo)體有劃痕或者凹凸不平的情況，有可能會(huì)改變GIS內(nèi)部的電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)性能，從而引發(fā)電場(chǎng)畸變而導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)電壓后絕緣擊穿，進(jìn)而演變成設(shè)備故障。所以，保證清潔度是GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝中首要的控制要點(diǎn)。

1.1 對(duì)安裝場(chǎng)地的清潔度要求

變電站現(xiàn)場(chǎng)安裝場(chǎng)地的條件一般比較差，不符合GIS設(shè)備安裝的清潔度要求。所以在GIS設(shè)備安裝時(shí)，必須做到：（1）為了防止自然環(huán)境中的灰塵，安裝前須在安裝場(chǎng)地灑水并將水分擦干凈，且在空氣中靜止48h后才能開始安裝工作；（2）安裝過(guò)程中，設(shè)專人負(fù)責(zé)對(duì)安裝工作區(qū)進(jìn)行吸塵，安裝人員著裝符合安裝工作要求的服裝后方可進(jìn)入安裝工作區(qū)，其他人員未經(jīng)允許不得進(jìn)入；（3）必須封堵其他區(qū)域和工作區(qū)連通的孔洞，并用塑膠布對(duì)交叉施工面進(jìn)行隔離，保證安裝工作區(qū)的清潔度。

1.2 對(duì)GIS設(shè)備清潔度要求

1.2.1 檢查GIS設(shè)備的絕緣件和金屬表面。一是檢查GIS設(shè)備內(nèi)外表面上是否有污穢物，如油漬或者灰塵等。如果有油漬，可用蘸了無(wú)水酒精（99.7%工業(yè)乙醇）的細(xì)白布必須（必須是不起絨的棉布）抹干凈GIS設(shè)備表面，注意清潔人員必須佩戴手套，以防止汗水和手的觸摸對(duì)設(shè)備造成二次污染；如果有灰塵，可利用吸塵器對(duì)吸塵工作。若氣室已經(jīng)打開，必須清潔GIS所有的金屬部件和密封面，如導(dǎo)體連接面和連接體、法蘭的O型槽和密封面等；二是再檢查表面是否有劃痕或者凹凸不平的情況。如果有劃痕，應(yīng)該用50金剛砂布將劃痕磨光；如果存在凸處，則用刮刀刮平后再用50金剛砂布磨光。處理上述步驟產(chǎn)生的金屬粉末不能用吹走或者抹去的方法，這樣只會(huì)擴(kuò)大金屬粉末的污染范圍，而應(yīng)該采用吸塵器吸走的方法。然后在吸干凈金屬粉末后，再用蘸了無(wú)水酒精的細(xì)白布抹干凈GIS設(shè)備表面，最后蓋好塑料薄膜。

1.2.2 檢查鋁管電極。在加工過(guò)程中鋁管作為電極，其表面不可避免的存在一些鋁屑和毛刺，這些微粒在耐壓試驗(yàn)中很容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象，所以保證鋁管電極的清潔度很重要。一是在對(duì)鋁管電極加工過(guò)程中加強(qiáng)清潔檢查，避免死區(qū)的出現(xiàn)；二是在安裝前使用導(dǎo)體振動(dòng)清潔方法，盡可能地清理內(nèi)部死角的殘留物或者進(jìn)行局部放電試驗(yàn)以便發(fā)現(xiàn)殘留的金屬絲和鋁屑。

1.2.3 清潔法蘭的連接處。法蘭的連接處有O型槽和密封面兩種。如果是O型槽，在安裝前必須清潔O型槽，并在清潔后將O型圈均勻壓入密封槽，且保證密封膠圈不能發(fā)生位移；如果是密封面有刮痕或者其他損傷情況，可采用上述的刮痕處理方法處理。

2 密封性

SF6氣體泄漏是GIS設(shè)備最嚴(yán)重的故障，所以GIS設(shè)備的密封性檢查是安裝過(guò)程中最關(guān)鍵的控制要點(diǎn)。整個(gè)安裝過(guò)程中都應(yīng)該對(duì)GIS設(shè)備的密封性進(jìn)行檢查，包括對(duì)設(shè)備氣室接頭、法蘭面、表計(jì)和閥門等部位，密封性的重點(diǎn)在于法蘭盤接口密封圈的安裝調(diào)整。

2.1 法蘭盤接口安裝密封性檢查

（1）第一步是先檢查法蘭盤表面的清潔度，查看是否有污穢油漬或者劃痕等損失之處，如果有，應(yīng)該按上述方法處理即可；（2）檢查法蘭槽外側(cè)的密封膠是否符合要求，不能讓外部空氣中的潮氣和污穢物進(jìn)入GIS設(shè)備內(nèi)部，且為了避免與GIS設(shè)備內(nèi)的SF6氣體接觸，注意密封膠不能流入密封環(huán)內(nèi)側(cè)；（3）檢查密封環(huán)是否已經(jīng)損壞，與密封槽是否匹配，密封圈不可二次重復(fù)使用；（4）上述步驟都檢查完畢后，同理用蘸了無(wú)水酒精的細(xì)白布抹清洗密封環(huán)后，并用密封膠將靠近外部空氣側(cè)的密封槽涂抹一層。

2.2 法蘭盤接口安裝過(guò)程

法蘭盤接口安裝工藝質(zhì)量是密封性好壞的關(guān)鍵。（1）法蘭螺栓的緊固問(wèn)題。為了確保密封性，如表一所示，應(yīng)該按力矩使用力矩扳手緊固螺栓，且應(yīng)遵循左、右、上、下再順序地中心對(duì)稱緊固的原則。（2）溫度補(bǔ)償性伸縮節(jié)的調(diào)整問(wèn)題。受不同工程環(huán)境溫度條件的影響，管道和設(shè)備會(huì)因熱脹冷縮或其他外力影響發(fā)生微小位移，可能會(huì)造成接頭部件的脫離或者管道損失，影響密封性?？刹捎脺囟妊a(bǔ)償伸縮節(jié)來(lái)減少環(huán)境溫度和外力的影響。如果裝有伸縮節(jié)，兩個(gè)金屬伸縮節(jié)間的距離可通過(guò)伸縮節(jié)上的螺桿來(lái)調(diào)節(jié)，以滿足安裝的要求。

3 真空度

3.1 水分進(jìn)入GIS設(shè)備內(nèi)部的途徑

控制真空度的關(guān)鍵在于控制SF6的含水量，不僅可以減少SF6自身的水分，也可減少設(shè)備內(nèi)其他物件如密封體、絕緣體的水分。水分進(jìn)入GIS設(shè)備內(nèi)部的途徑有：（1）充入設(shè)備的SF6氣體本身就有水分（按規(guī)定SF6氣體的水分不能超過(guò)15ppm（V/V））；（2）設(shè)備零部件會(huì)吸附水分，尤其是絕緣件；（3）水分在安裝調(diào)整時(shí)通過(guò)空氣進(jìn)入；（4）充放氣裝置沒(méi)有做好干燥處理，對(duì)GIS設(shè)備充氣時(shí)帶入水分；（5）設(shè)備在運(yùn)行中水分會(huì)通過(guò)密封圈滲透到設(shè)備內(nèi)部。

3.2 水分對(duì)GIS性能的影響

水分對(duì)GIS性能的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）開關(guān)開斷性能影響：水分的存在會(huì)增加SF6電弧分解量而減少?gòu)?fù)合量，減弱吸附電子的能力，阻礙了開關(guān)斷口間的介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)；（2）腐蝕設(shè)備零部件：由SF6+4H2O=H2SO4+6HF 可得，SF6在高溫條件下被水分分解為H2SO4和6HF ，為酸性物質(zhì)?？蓪?duì)GIS的某些絕緣體機(jī)金屬件產(chǎn)生腐蝕作用。

3.3 水分控制措施

（1）設(shè)備零部件的干燥：設(shè)備零部件應(yīng)該清潔完畢后再在烘箱內(nèi)120℃干燥4h方可安裝，并且不應(yīng)在濕度大的天氣安裝調(diào)試；（2）對(duì)設(shè)備充放氣之前應(yīng)該檢查充放氣裝置水分及被充入氣體水分；（3）在設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)將水分吸附劑放入設(shè)備內(nèi)部密封，且對(duì)設(shè)備內(nèi)抽真空至133Pa后，為了排除水分還應(yīng)繼續(xù)抽0.5h～1h；（4）對(duì)運(yùn)行一段時(shí)間后含水量過(guò)高的情況，可檢測(cè)密封部件是否損壞或者吸附劑是否已經(jīng)飽和等原因。（5）SF6氣體在溫度較低時(shí)在絕緣體表面凝結(jié)為冰晶，不影響設(shè)備的絕緣性能，所以規(guī)定充入GIS的SF6氣體在密度下其露點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)-5℃。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了保證變電站GIS設(shè)備的正常運(yùn)行和提高安全運(yùn)行水平，應(yīng)該在安裝過(guò)程中針對(duì)清潔度、密封性和真空度3個(gè)控制要點(diǎn)控制設(shè)備的安裝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]周啟龍，劉恒赤.高電壓技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]陳林東.GIS設(shè)備缺陷分析及檢測(cè)技術(shù)研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

[3]高龍.關(guān)于GIS設(shè)備安裝過(guò)程中的三大要素[J].科技信息，2009（21）：105.