GIS全封閉式組合電器安裝和關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)

曾 軍（蘇州中材建設(shè)有限公司，江蘇 蘇州 215300）

0 前言

GIS是全封閉式組合電器（Gas Insulated Swith?gear），簡(jiǎn)稱為“SF6組合電器”，它把斷路器、三工位開關(guān)、快速接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線等多種高壓電器組合封閉在接地的金屬殼體內(nèi)，充入一定壓力的SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。

根據(jù)越南龍山水泥線3座總降壓站安裝經(jīng)驗(yàn)，對(duì)安裝和關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)進(jìn)行了整理、總結(jié)，希望對(duì)類似工程安裝會(huì)有幫助。

1 GIS組合電器安裝

1.1 安裝準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備：安裝人員根據(jù)GIS安裝規(guī)范，熟悉隨機(jī)技術(shù)資料，認(rèn)真會(huì)審設(shè)計(jì)圖紙等。

（2）主要安裝機(jī)具：烘干箱、吸塵器、SF6氣體回收充放裝置，鹵素檢漏儀、水分測(cè)量?jī)x、真空計(jì)、濕度表、電阻測(cè)試儀等。

（3）安裝材料：新密封圈、清潔劑、高性能擦拭紙、白棉布、無(wú)水酒精、高效電接觸導(dǎo)電膏、帶鎖緊口的防塵塑料罩等。

1.2 GIS安裝前的檢查

（1）GIS到現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)開箱檢查是否有結(jié)構(gòu)變形、破損等，進(jìn)出線瓷套管無(wú)裂紋，導(dǎo)電桿及載流部件無(wú)銹蝕，氣室密封良好、壓力值符合產(chǎn)品的技術(shù)要求。

（2）新的SF6氣體都要做含水量檢測(cè)，并抽樣做全性能分析。

（3）GIS出廠已充有0.05MPa的SF6氣體，打開氣室時(shí)，先回收氣體，再吹入干燥清潔的壓縮空氣，檢查氧氣濃度達(dá)標(biāo)后，開始工作。

1.3 GIS安裝工藝流程

安裝準(zhǔn)備→找基礎(chǔ)中心線→#2進(jìn)出線間隔臨時(shí)就位→母聯(lián)間隔就位→#2進(jìn)出線間隔就位→#1進(jìn)出線間隔就位→回路電阻測(cè)試→抽真空、充填氣體→二次電纜連接→工頻耐壓測(cè)試→電壓互感器、避雷器安裝并抽真空、充填氣體→二次回路測(cè)試→安裝結(jié)束。

1.4 GIS組合電器安裝

1.4.1 安裝過程中注意各間隔安裝順序

（1）根據(jù)平面布置圖，先將#2進(jìn)出線間隔臨時(shí)就位，確定以母聯(lián)間隔為整套設(shè)備的參考基準(zhǔn)點(diǎn)，從中間往兩側(cè)安裝。

（2）用經(jīng)緯儀找出母聯(lián)間隔基礎(chǔ)標(biāo)高略高于其他間隔，用水平儀找平固定母聯(lián)間隔。

（3）再將母聯(lián)間隔與#2線路端連接的過渡連接罐找水平，將導(dǎo)電桿插入并保證插入深度，穿法蘭螺栓固定。

（4）同樣的步驟安裝#2線路進(jìn)出線斷路器間隔；安裝與#1線路母聯(lián)過渡連接罐、#1線路進(jìn)出線斷路器間隔；#1、#2線路進(jìn)出線套管。

（5）從基準(zhǔn)間隔向兩側(cè)安裝其他間隔時(shí)，控制好各間隔母線段的標(biāo)高，通過調(diào)整GIS底座下的調(diào)整墊片，保證各段在同一平面上。

（6）安裝進(jìn)出線瓷套管時(shí)，以與GIS外殼相應(yīng)的斜度起吊套管，以便套管內(nèi)的導(dǎo)電桿順利插入梅花觸頭里，密封面對(duì)接吻合。

圖1 氣室安裝

圖2 進(jìn)線氣室安裝

1.4.2 觸頭、導(dǎo)電桿的安裝

母線筒內(nèi)導(dǎo)體為三角形布置，盤式絕緣子通過導(dǎo)電桿和觸頭將三相母線固定。氣室對(duì)接時(shí)，用力將導(dǎo)電桿插入觸頭，使接觸電阻滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

1.4.3 氣室長(zhǎng)度誤差的調(diào)節(jié)

氣室組裝時(shí)，會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度誤差，通過波紋伸縮節(jié)來調(diào)節(jié)，調(diào)整長(zhǎng)螺母和雙頭螺栓柱來調(diào)節(jié)誤差，最大調(diào)節(jié)尺寸為±200mm。

1.4.4 測(cè)量主回路電阻

主回路因接觸不良導(dǎo)致電阻增大，動(dòng)靜觸頭在正常工作電流下過熱燒壞。因此必須在安裝中正確測(cè)量回路電阻，來判斷導(dǎo)體接觸是否良好。

兩氣室組裝完后，即測(cè)量回路電阻；全部氣室安裝好，開關(guān)應(yīng)至少分合2次操作，再測(cè)量主回路電阻，電阻值不應(yīng)超過產(chǎn)品出廠試驗(yàn)報(bào)告的規(guī)定數(shù)值。

1.4.5 GIS抽真空、SF6氣體充氣和微水分檢測(cè)

（1）氣室安裝完后，即加裝吸附劑，用氣體回收充放裝置抽真空。真空檢漏合格，充SF6氣體至相應(yīng)氣室額定壓力。

（2）充氣完成24h后，用靈敏度不少于1×10-6鹵素檢漏儀對(duì)氣室密封進(jìn)行檢測(cè)，SF6氣體濃度不超過30μL/L。

（3）充氣完成24h后，對(duì)各氣室進(jìn)行微水分含量檢測(cè)，斷路器氣室水分含量不大于150μL/L，其他氣室水分含量不大于250μL/L。

1.4.6 主回路工頻耐壓測(cè)試

氣體撿漏、微水分含量合格后，按照規(guī)范和設(shè)備技術(shù)參數(shù)進(jìn)行工頻耐壓測(cè)試，試驗(yàn)電壓值為設(shè)備出廠試驗(yàn)電壓的80%。

實(shí)踐證明，影響耐壓值的主要因素是絕緣體表面粗糙度和氣室內(nèi)雜質(zhì)。因此設(shè)備安裝后，必須做耐壓或局部放電測(cè)試，檢查GIS是否存在絕緣缺陷，驗(yàn)證安裝質(zhì)量。施加電壓較低但時(shí)間較長(zhǎng)的電壓“老練”，測(cè)試時(shí)間約5min，此項(xiàng)測(cè)試對(duì)消除微小雜質(zhì)有明顯效果，微小雜質(zhì)經(jīng)過一、兩次放電后，即被消除，可提高整體設(shè)備耐壓值。

1.4.7 電壓互感器和避雷器的安裝

根據(jù)越南電力公司要求，電壓互感器和避雷器必須經(jīng)過電力公司各項(xiàng)性能測(cè)試合格才能安裝，進(jìn)行抽真空、充氣、檢漏。

1.4.8 系統(tǒng)調(diào)試

氣室組裝完成后，進(jìn)行二次電纜接線、調(diào)試，接地排等安裝；信號(hào)、保護(hù)、操作調(diào)試工作合格后，與總降壓站的主變壓器、SCADA等整套系統(tǒng)提交電力部門驗(yàn)收通過，投入運(yùn)行。

2 GIS組合電器安裝關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)

2.1 控制安裝環(huán)境清潔度

GIS氣室安裝對(duì)環(huán)境的要求很高，如果有塵埃、水分等進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部形成污染沉積，會(huì)降低絕緣體表面的閃絡(luò)電壓，造成GIS內(nèi)部對(duì)地放電或相間短路，因此首先控制安裝環(huán)境清潔度。

設(shè)備安裝前土建施工已結(jié)束，進(jìn)出線氣室預(yù)留墻體空洞尺寸合適。選擇晴天進(jìn)行安裝，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制降塵灑水量，確保環(huán)境相對(duì)濕度小于50%。在安裝設(shè)備的周圍采用塑料布遮擋等措施防止揚(yáng)塵。針對(duì)越南夏季施工蚊蟲多，不安排晚間安裝，以避免蚊蟲飛入GIS氣室。

2.2 控制GIS氣室的清潔度

氣室的清潔度是安裝中重要控制點(diǎn)，清潔時(shí)，既要采取防塵、防潮措施，也要進(jìn)行各道工序檢查。采用高性能擦拭紙、白棉布和無(wú)水酒精作為清潔用材。

2.2.1 導(dǎo)電桿、觸頭清潔

GIS的導(dǎo)電桿、觸頭在出廠前進(jìn)行過近千次的開合測(cè)試，金屬間的摩擦?xí)a(chǎn)生金屬微粒留在GIS內(nèi)部，通電時(shí)這些金屬微粒使電場(chǎng)不均勻，絕緣擊穿，所以GIS筒體內(nèi)部、絕緣件和金屬零部件必須保持很高的清潔度，不得附著金屬微粒及其它雜質(zhì)。清潔時(shí)，先用白棉布浸無(wú)水酒精除掉導(dǎo)電桿、觸頭上金屬微粒、雜質(zhì)等，再用高性能擦拭紙擦拭。

在清洗干凈的觸頭部位，涂抹一層高效電接觸導(dǎo)電膏，以減小接觸電阻并減輕放電現(xiàn)象。

2.2.2 氣室清潔

拆下氣室密封罩后，減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露在空氣中的時(shí)間。用吸塵器將罐體內(nèi)吸干凈，用白棉布浸無(wú)水酒精將罐體內(nèi)壁、法蘭擦洗干凈，再用高性能擦拭紙擦拭。清理干凈待組裝的氣室，用帶鎖緊口的防塵塑料罩罩住，防止水汽、粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入，保證氣室內(nèi)清潔度。

2.2.3 密封處理

密封面對(duì)接前，用吸塵器將密封面、槽，螺紋孔內(nèi)吸干凈，用白棉布浸無(wú)水酒精將密封面、槽擦洗干凈，再用高性能紙擦拭。

確認(rèn)法蘭面無(wú)清洗溶劑的沉淀物（特別是分隔表面上的酒精），再將干凈的新“○”型密封圈，涂上少量高真空硅脂，將“○”型密封圈放入密封槽內(nèi)，在法蘭槽空氣側(cè)的整個(gè)面上涂?jī)扇Γü潭菟ǖ膬蓚?cè)）硅橡膠平面密封劑，同時(shí)在法蘭螺絲上涂抹一層螺紋鎖固密封劑，用于阻止?jié)駳獾慕牒头冷P，確保密封劑不流入密封圈內(nèi)側(cè)，與SF6氣體接觸，從而腐蝕密封圈。在密封劑變硬前完成法蘭組裝。要注意“○”型密封圈不被擠出，要保證“○”型密封圈的修正圓度和壓縮量。

2.3 GIS氣室真空度的控制

絕緣介質(zhì)表面吸附水膜或含有微水分，會(huì)使沿面電壓分布不均，導(dǎo)致閃絡(luò)電壓降低；水膜在氣室高氣壓下發(fā)生凝露，設(shè)備通電時(shí)形成電橋，會(huì)發(fā)生絕緣擊穿現(xiàn)象。所以水分含量直接影響GIS的絕緣、滅弧性能。

GIS抽真空是控制絕緣介質(zhì)表面吸附水膜、SF6氣體水分含量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也減少了氣室內(nèi)絕緣體、密封件等所含的水分。

2.3.1 抽真空設(shè)備的檢查

抽真空前重點(diǎn)檢查氣體回收充放裝置電磁閥、相序表的準(zhǔn)確性，防止壓縮機(jī)機(jī)油倒吸入氣室內(nèi)。

2.3.2 GIS抽真空

吸附劑是用來吸收SF6氣體中的水分和電弧分解物。首先將吸附劑放在電烘箱里，以300 ℃烘干4 h以上，迅速裝入GIS內(nèi)，啟動(dòng)真空泵對(duì)氣室抽真空，如若超過4 h后都還未抽真空，吸附劑需重新進(jìn)行烘干處理。

當(dāng)氣室真空度小于133 Pa，再繼續(xù)抽真空30 min，關(guān)閉閥門靜止4 h，若壓力大于133 Pa，需再抽真空至133 Pa，并保壓30 min，確認(rèn)無(wú)泄漏。

3 結(jié)語(yǔ)

（1） 安裝工藝是保證安裝質(zhì)量的重要技術(shù)措施。氣室的清潔度是安裝中首要關(guān)鍵工藝。

（2） 氣室真空度是保證絕緣的又一關(guān)鍵工藝?？刂茪馐艺婵斩龋ＷCSF6氣體微水分含量達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求，確保絕緣性能。

（3） 氣室密封性是GIS設(shè)備長(zhǎng)期、穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

（4） GIS設(shè)備出廠和安裝后都要進(jìn)行工頻耐壓和局部放電測(cè)試，盡可能的消除存在的絕緣缺陷。