水電站GIS設備的安裝與調試相關探討

摘要：GIS全封閉組合電器是一種以SF6氣體作為絕緣介質并將高壓電器元件密封于接地金屬筒中的一種金屬封閉式設備。GIS全封閉組合電器不僅能夠在各種環境下保護電氣設備的正常運行還提升了水電站穩定運行的可靠性及電站的綜合自動化水平。本文主要對水電站GIS設備的安裝與調試進行了探討。

關鍵詞：水電站;GIS設備;安裝與調試

GIS設備指的是氣體絕緣金屬封閉開關設備，是將水電站內除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等主要元件均裝入封閉的金屬容器。設備安裝質量是影響水電站運行的關鍵因素，GIS設備是一項重要的設備，其在保證水電站穩定運行方面起著重要的作用，因此控制好GIS設備安裝調試關鍵工藝質量十分重要。

1.GIS設備的特點

GIS設備的占地面積小，而且具有較高的可靠性，已經成為當前變壓器設備的重要組成部分。GIS設備的特點具體體現在：（1）可靠性高。GIS設備使用的所有帶電部件全都安置在密封金屬殼內部，其內部空間使用絕緣介質填滿，能夠有效的保證操作人員的安全，而且維修的難度也極大的降低。（2）絕緣性高。在GIS設備中使用的絕緣子、絕緣拉桿等部件，全部都是經過嚴格的計算和優化設計而實現的，因此其具有很強的絕緣性。（3）自能滅弧技術在GIS設備中的應用，使得斷路器運轉過程中所需要的操作功降低很多。與此同時，輕型彈簧機構的使用，杜絕了設備漏油問題的發生，從整體上提高了GIS設備的使用效率。（4）GIS設備的殼體結構是應用無縫合金鋁管和冷翻邊工藝而成，當操作人員進行焊接時便能夠獲得更有利的條件，有效的提高了焊接質量，同時也能對電網分布起到一定的改善作用，這樣也能促進設備外形尺寸的不斷減小，節約空間。（5）GIS設備中與渦流發熱相關的元件使用的全部都是鋁合金材料。鋁合金具有很強的抗腐蝕性，因此能夠有效的降低渦流產生的損耗。6.GIS設備中所有的部件都被金屬殼體所包裹，所以其對于外界的風、雨等因素有著足夠的抵御能力，而且其不會受到海拔等因素的影響，在任何環境下都能適用。

2.GIS設備安裝調試關鍵工藝質量控制

2.1安裝環境工藝控制措施

在GIS變電設備安裝過程中，水分和雜質對SF6的影響非常明顯，因而控制好現場安裝環節的環境問題十分關鍵。一方面，在安裝GIS變電設備的時候，裝配工作應在無風沙、雨雪，空氣相對濕度小于80%的條件下進行，使用的清潔劑、密封膠和擦拭材料符合產品技術規定。同時，如果在戶外進行GIS設備安裝，風速應當小于3級，而且要注意安裝現場一定要干凈整潔，不能有揚塵等情況發生，如果擔心外界環境影響，可以在要安裝的單元周圍進行一些遮蔽的技術處理。母管內膛作業時，必須由專門指定人員完成，作業時必須戴好帽子、口罩、穿無扣連體工作服，所用工具須記錄，工作完畢后再清點，防止遺留在膛內。內膛作業完畢封閉前，用吸塵器進行清理，以防頭發、灰塵等細小雜物留在膛內。

2.2溫度補償型伸縮節的調整

在進行GIS設備安裝時，受到外部溫度因素的影響或者是外力作用下，會使管道由于熱脹冷縮的作用力影響而發生不同程度的變化，這時對于GIS設備的平衡就會產生一定的影響，因此對于溫度補償造成的伸縮節要進行有效的控制。在不同的條件下產生的伸縮節尺也存在著一定的差異，實際的安裝過程中，需要按安裝規范的要求，對于不同尺寸的伸縮節進行科學的調節，有的伸縮節在調節時可能會由于尺寸的變化而導致其自身的作用受到影響，因此很對伸縮節的問題，要從實際情況出發，判斷其是否需要進行調節和調節的尺寸。

2.3斷路器油壓閉鎖

在當前使用的GIS設備中，大部分的斷路器都是液壓彈簧機構來實現的，因此在GIS設備安裝時，必須要對操作機構的主要參數進行詳細的測試，而其中的重點就在于斷路器油壓閉鎖回路的測試和控制。在進行安裝設計時，如果缺乏對重合閘閉鎖的全面考慮，就可能會導致重合閘的液壓回彈機構不能自動閉合。所以要對重合閘閉鎖油壓參數進行科學的設計，保證重合閘的閉合鎖能夠全面的反映出斷路器的運行狀態，并且可以保證在重合閘的閉合過程中有足夠的時間用來滿足開關的重合動作，以此實現裝置內部繼電器的自動延時功能。

2.4氣室真空工藝控制措施

氣室安裝結束一定要同時進行真空工藝的質量控制，也就是抽真空。抽真空前，檢查所有氣室防爆膜應無損壞;所有打開氣室內的吸附劑必須更換。氣室管路連接的地方要加上一個逆止閥，安排專人看住，避免一旦出現真空配電裝置在失電停止運轉的時候氣室發生泵油倒吸的事故。而且要先讓真空泵運轉，沒有發現故障的情況下再打開其他氣室管路的閥門裝置，不關閥門一定不能先關真空泵。抽真空過程中每隔10min觀察一次真空表的讀數，看指針是否有持續下降。如指針持續下降，表明有泄漏點，必須及時處理。監視真空表讀數達到133.3Pa時，繼續抽真空30min，停4h不低于133.3Pa，再抽2h后可充氣。

2.5接地殼體工藝控制措施

因為GIS變電設備內部具有很好的密集性，外殼和導體以及導體之間的電氣距離不是很大，一旦發生內部擊穿情況，接入地面的電流就會經由接地的連接導線進入接地網。同時，GIS設備的外殼筒體一般都是金屬材料制成的，具有一定的導電性能，一旦出現電力系統的用電故障，發生不對稱性，就會出現所說的“連電”現象，造成GIS變電設備的損害或者危及人身的生命安全。所以，一定要控制好GIS設備外殼接地的工藝控制。現在一般設計選擇銅質的接地網和接地連線進行接地處理，降低土壤的電阻，或者GIS變電設備的相間筒體間采用銅排跨接，并保證其截面通過電流滿足不平衡短路電流需要，防止出現設備運行故障。

2.6主回路電阻測量

通過科學的主回路電阻測量，能夠及時辨別GIS設備運行過程中出現的主回路接觸不良的問題，進而做出相應的提示，能夠避免接觸不良問題對設備造成的損壞。在相關的技術規范中對于主回路電阻測量的相關問題做出了規定，要求采用高于100A的直流降壓法進行測量，測量的結果應該小于112Ru。與此同時，在進行設備采購時，需要廠家根據設備出廠的主回路電阻測量過程重復測量一次，這樣才能使獲得的數據具有更高的可靠性。

2.7工頻耐壓試驗值的確定

有的GIS設備生產廠家在進行設備的性能測試時，只在做型式試驗時斷口間工頻耐壓試驗值達到110kV，而出廠試驗往往只達到85kV。當試驗值不能滿足設備運行需要時，就可能會在運行過程中引起設斷路器故障，進而引發擊穿事故。因此在GIS設備的安裝過程中，必須要對相關的試驗值進行確定。另外，對于外購的元件必須要進行試驗，確認其是否能夠滿足工頻耐壓試驗的需求，在試驗的過程中要密切關注相關數據的變化情況。

3.結語

GIS設備的安裝質量對整個水電站電氣工程的安裝質量起著關鍵性的作用，因此，在實際的工作中，必須要重視GIS設備的安裝。在做好必要的準備工作的基礎上，通過有效的控制措施加強設備安裝的質量控制，才能保證GIS設備安裝的有效性，從而保證整個水電站電氣工程的穩定運行。

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