遼寧紅沿河核電項(xiàng)目1000MW GIC母線安裝工藝簡(jiǎn)述

摘 要：氣體絕緣母線（GIC）是一種氣體絕緣的輸電管道，外殼與導(dǎo)體的截面為同軸柱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體與外殼通過(guò)三角形絕緣子或盤(pán)式絕緣子（氣室分隔處）連接，其空間充一定壓力的SF6氣體。GIC母線安裝質(zhì)量的好壞，直接影響著GIC母線的正常運(yùn)行和使用壽命。現(xiàn)將施工期間的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹，可供同行在同類(lèi)施工項(xiàng)目中進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：核電；500kV GIC母線；安裝工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TD745 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 24-0000-03

一、工程概況

遼寧紅沿河一期工程1#-4#號(hào)機(jī)組三相500kV GIC母線由美國(guó)AZZ公司設(shè)計(jì)制造。GIC全線安裝在地面以下的矩形混凝土超高壓廊道內(nèi)，只是在兩端伸出地面，分別與開(kāi)關(guān)站側(cè)GIS和主變壓器高壓側(cè)GIS連接。

二、設(shè)備介紹

（一）GIC技術(shù)參數(shù)

（二）設(shè)備主要部件介紹

GIC母線：由鋁合金外殼和其內(nèi)部的一條同軸鋁合金導(dǎo)體組成，其導(dǎo)體由絕緣子支撐。各種不同形狀的母線段（如直段、直角彎頭、鈍角彎頭等）在廠家完成組裝，最長(zhǎng)段達(dá)18m，以便于運(yùn)輸和安裝。在工廠，每段母線兩端已安裝好插頭和插座，現(xiàn)場(chǎng)安裝只需把母線接頭和外殼法蘭對(duì)接即可。每套GIC母線分成幾個(gè)不同的氣室：1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)各3各氣室，3號(hào)機(jī)和4號(hào)機(jī)各為2各氣室。氣室間用錐形絕緣子進(jìn)行隔離，每個(gè)氣室都裝有密度監(jiān)視裝置、充氣閥和壓力釋放裝置。

三角支柱絕緣子：將母線導(dǎo)體支撐在外殼內(nèi)。分為固定式和移動(dòng)式，其中移動(dòng)式用以消除熱膨脹的影響。

錐形絕緣子：主要作用是固定接頭，氣室密封隔離和阻擋微粒在母線管內(nèi)移動(dòng)。

母線支架：分為兩種，一種固定式，支架與母線管用定位螺栓直接把牢；另一種是滑動(dòng)式，支架頂部安裝一塊薄鋁板，母線可軸向滑動(dòng)。

三、作業(yè)程序和方法

（一）施工方案概述

500kV GIC母線施工包括劃線鉆眼、地腳螺栓安裝、母線支架安裝、母線支架標(biāo)高調(diào)整、GIC母線運(yùn)輸、GIC母線對(duì)接、設(shè)備抽真空、SF6氣體注入、設(shè)備接地安裝。母線設(shè)備時(shí)順序安裝的，上步設(shè)備不安裝就不能進(jìn)行下面設(shè)備的安裝工作，環(huán)環(huán)相扣、步步相連，稍有錯(cuò)誤都有可能造成大面積的返工。每一步施工工藝的好壞都直接影響著整個(gè)母線施工質(zhì)量的好壞，在每步的施工過(guò)程中要精心準(zhǔn)備，確保每步工藝達(dá)到優(yōu)良。

（二）施工方法和要求

1.測(cè)量定位放線

（1）準(zhǔn)確測(cè)量每個(gè)支架的安裝位置。采用的方法是：以主變壓器高壓側(cè)套管中心點(diǎn)的坐標(biāo)和GIS管段接口平面中心點(diǎn)的坐標(biāo)作為基準(zhǔn)，這兩端的坐標(biāo)與設(shè)計(jì)圖紙完全吻合。從兩端開(kāi)始依次給支架定位，將誤差留在最長(zhǎng)的主干段上，調(diào)整支架位置來(lái)修正左右的偏差，長(zhǎng)度的偏差要均勻分到各個(gè)接口上。注意仔細(xì)審核圖紙，確認(rèn)座標(biāo)是否有差異。

（2）根據(jù)測(cè)量出來(lái)的基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)和中心線，畫(huà)出各個(gè)母線支架固定螺栓的安裝位置并加以標(biāo)識(shí)。

2.支架安裝

（1）GIC的安裝從其支架的定位開(kāi)始。GIC安裝程序：先安裝支架，再安裝和連接母線，支架安裝的位置決定了GIC母線的位置和走向，支架的定位是GIC安裝過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。

（2）支架安裝的高低直接影響到GIC安裝的高低，影響GIC兩端接口的標(biāo)高。按照設(shè)計(jì)圖紙給出的每個(gè)支架的絕對(duì)標(biāo)高，來(lái)定位各個(gè)支架的絕對(duì)標(biāo)高，在要求誤差的范圍內(nèi)，盡量的縮小誤差，這會(huì)為以后的GIC母線對(duì)接創(chuàng)造更好的條件。

（3）開(kāi)箱檢查支架表面完好，附件齊全，型號(hào)與圖紙相符。將支架運(yùn)到支架基礎(chǔ)附近，按照GIC支架圖紙進(jìn)行支架安裝。GIC母線為防止縱向的滑動(dòng)，設(shè)計(jì)會(huì)在整條母線的兩端和中間穿插幾個(gè)用于GIC母線定位的支架（linestop），在安裝過(guò)程中，這種支架的坐標(biāo)和標(biāo)高要力保精確。

（4）在基礎(chǔ)上鉆孔安裝膨脹螺栓，安裝程序：鉆孔→清孔→置入塑料藥劑管→旋入螺桿直至藥劑流出為止→取下安裝工具、靜待藥劑硬化→待藥劑完全硬化后，即可固定支架。固定支架的M20×500地腳螺栓要求埋入深度為270mm。

（5）將支架放置在基礎(chǔ)上，調(diào)整支架的位置，保證縱向排列的支架的中心線在同一水平線上。支架安裝完成之后進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量差別調(diào)整誤差，使標(biāo)高一致。

（6）基礎(chǔ)的公差如下：

垂直公差：相鄰的支架基礎(chǔ)之間每10m為10mm（每10英尺為1/8英尺）。每個(gè)基礎(chǔ)之間的公差為±6mm（1/4英寸）。每個(gè)定位尺寸上的單個(gè)錨栓處的螺栓位置公差為±3mm（1/8英寸）。總體垂直公差（包括基礎(chǔ)沉陷的公差）每10m不能超過(guò)20mm（每10英尺不能超過(guò)1/4英寸）。

3.設(shè)備運(yùn)輸

（1）母線單根最長(zhǎng)18米，屬于超長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)輸，為保障人身安全，運(yùn)輸前先對(duì)所有人員進(jìn)行安全交底，設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，在吊裝區(qū)域附近和運(yùn)輸?shù)能?chē)輛上搭設(shè)警戒繩。

（2）在設(shè)備廠家、設(shè)備管理人員、業(yè)主及施工人員同時(shí)在場(chǎng)的情況下，按照母線安裝順序，拆除部分設(shè)備包裝（當(dāng)天能運(yùn)往室內(nèi)的部分），并對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、清點(diǎn)。

（3）按照母線安裝的順序和施工進(jìn)度分批次將母線運(yùn)輸?shù)降跷锟赘浇?/p>

（4）將母線向廊道內(nèi)吊運(yùn)，吊裝時(shí)使用尼龍吊帶進(jìn)行吊裝，避免吊裝時(shí)對(duì)設(shè)備外觀造成損壞。。母線進(jìn)入廊道后，將母線放置在事先準(zhǔn)備的運(yùn)輸小車(chē)上，用綁帶固定運(yùn)至安裝位置附近；或者直接用吊車(chē)將母線吊裝至合適的位置。

4.母線安裝

（1）為了方便將母線移至支架上進(jìn)行安裝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制作兩個(gè)四輪安裝車(chē)，制作的安裝車(chē)?yán)喂炭煽浚褂们斑M(jìn)行承重試驗(yàn)，其承重量能保證承受母線的重量（見(jiàn)圖1）。

（2）若現(xiàn)場(chǎng)吊車(chē)允許，可以直接使用吊車(chē)對(duì)接母線，吊帶兩端要有倒鏈，對(duì)接時(shí)用來(lái)微調(diào)母線的高低，母線兩端要時(shí)刻有人保護(hù)。

（3）按照指定的部件號(hào)（AI）或示意圖編號(hào)將母線段按順序擺放。在母線頂部靠近固定絕緣子的地方印有確認(rèn)標(biāo)識(shí)，在裝運(yùn)外罩上也有同樣的標(biāo)簽。用干凈的丙酮和拋光布擦拭外表。擦干凈法蘭表面法蘭旁邊的母線外殼。注意母線兩端的位置，不要顛倒。

（4）每次將母線段的封蓋移除時(shí)，安裝人員應(yīng)先松開(kāi)螺絲，直到壓力完全釋放后再將螺絲取下。記住要檢查示意圖中首個(gè)絕緣子的位置。如果該絕緣子遠(yuǎn)離裝運(yùn)外罩，當(dāng)螺絲被取下后導(dǎo)線就很容易將這個(gè)外罩壓翻。當(dāng)裝運(yùn)外罩被取下后可以看到導(dǎo)線的末端的一個(gè)白色的泡沫塑料環(huán)。這個(gè)白色泡沫塑料環(huán)標(biāo)有母線的AI號(hào)并嵌入了一根銅線。對(duì)接完成后應(yīng)將泡沫和銅線捆綁在母線上，并用相機(jī)拍照，防止遺留在母線內(nèi)。如果這個(gè)環(huán)被留在母線中，嵌入環(huán)中的銅線就會(huì)在高壓試驗(yàn)中發(fā)生閃絡(luò)，可用2500V的兆歐表來(lái)檢查這些泡沫塑料環(huán)是否已經(jīng)在組裝后被取下。注：打開(kāi)母線端蓋時(shí)，若母線內(nèi)部無(wú)氣體放出，要及時(shí)告知廠家，并檢查母線是否受潮。

（5）用軟麻布和丙酮將法蘭表面、內(nèi)表面、螺絲孔全部擦拭一遍。

（6）暫時(shí)將泡沫塑料環(huán)移開(kāi)以檢查母線內(nèi)部，可以使用強(qiáng)光手電檢查，也可在陽(yáng)光充足的時(shí)候可以用內(nèi)窺鏡來(lái)反射陽(yáng)光來(lái)提供母線內(nèi)部的照明。清除任何可見(jiàn)的粉塵，檢查絕緣子的表面是否留有污點(diǎn)，如有污點(diǎn)用無(wú)毛紙和丙酮拭去，必要時(shí)可以使用吸塵器。

（7）當(dāng)接頭清理干凈后，用干凈塑料袋包住母線的末端，并在適當(dāng)?shù)奈恢糜脦ё釉o。

（8）以上準(zhǔn)備工作完成后，就可以將母線段移至要組裝的位置。在每?jī)啥说倪B接處留0.5-1m的間隙，并將塑料袋從母線末端上拿走。將O型環(huán)安裝在已經(jīng)準(zhǔn)備好的O型法蘭環(huán)上。O型環(huán)應(yīng)涂一層薄的潤(rùn)滑脂，將該潤(rùn)滑脂平涂在O型環(huán)的表面直至完全覆蓋（見(jiàn)圖2）。

（9）移走其他的塑料袋和泡沫塑料環(huán)，最好將泡沫塑料環(huán)和接頭附近的外殼綁在一起，這樣就可以清楚地看到是否已經(jīng)將兩個(gè)泡沫塑料環(huán)都移走。在螺孔里安裝兩個(gè)定位銷(xiāo)，以便在調(diào)整法蘭時(shí)使兩個(gè)接頭同步移動(dòng)。

（10）如果某段母線過(guò)于靈活就必須安裝一個(gè)臨時(shí)的母線支撐工具。該工具是一個(gè)連著一根繩子的簡(jiǎn)易塑料棒，等接觸面完全咬合后再用線將它拉出。用尼龍吊索和起重機(jī)將母線段吊起，慢慢移動(dòng)至接觸面咬合。在插頭末端的邊上有一個(gè)長(zhǎng)的錐體引導(dǎo)插頭咬合在一起。要確保屏蔽插進(jìn)插孔中并拿走所有的臨時(shí)導(dǎo)線支架。用沖子調(diào)整法蘭的位置，將兩個(gè)母線段完全合并在一起，并安裝螺栓。可以用C型線夾或其他的線夾來(lái)幫助法蘭完全咬合在一起。線夾可以使母線段在安裝時(shí)不會(huì)來(lái)回移動(dòng)（見(jiàn)圖3、4）。

（11）當(dāng)接頭完全結(jié)合后必須確認(rèn)泡沫塑料環(huán)已被拿出。一個(gè)簡(jiǎn)便的方法就是如上文所述的將拿出來(lái)的泡沫塑料環(huán)綁在所拿出的接頭附近的外殼上，并用相機(jī)拍照。

（12）當(dāng)兩根母線的法蘭面完全對(duì)接后，先不要急于取走定位銷(xiāo)，應(yīng)迅速對(duì)角擰緊兩條連接螺栓，再逐一安裝剩余螺栓，并對(duì)角擰緊，最后打力矩畫(huà)線。

（13）重復(fù)上述步驟組裝其他母線段，一天安裝工作結(jié)束之后必須充入高純氮?dú)猓箽馐覊毫Φ竭_(dá)正壓，保持氣室干燥。

5.抽真空、充SF6氣體

GIC母線兩個(gè)氣室之間的氣隔型盆式絕緣子設(shè)計(jì)非常特殊，它能夠滿足一側(cè)真空狀態(tài)，而另一側(cè)0.5MPa的SF6氣體壓力，這種結(jié)構(gòu)極大的提高了氣體作業(yè)的效率。幾段母線安裝完成形成一個(gè)獨(dú)立氣室，就可以進(jìn)行抽真空和充SF6氣體作業(yè)。

（1）GIC母線在抽真空之前，先要往氣室內(nèi)沖入200kPa左右的高純氮?dú)猓⒈３?2個(gè)小時(shí)以上，滿足氣室無(wú)泄漏后才可以進(jìn)行抽真空操作。

（2）滿足上一條，用廠家專(zhuān)供的設(shè)備進(jìn)行抽真空操作。當(dāng)氣室壓力小于133.32Pa時(shí)，并維持至少8h，充分排除可能侵入的潮氣。抽真空時(shí)間達(dá)到要求后進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，具體方法是：停止抽真空，每隔10分鐘記錄一次氣室的真空度，共記錄7次，數(shù)值無(wú)異常變化即可認(rèn)為氣密性合格。注：此過(guò)程由廠家確認(rèn)。

（3）氣密性合格后向設(shè)備充入SF6氣體，充氣的壓力滿足制造商的規(guī)定。充入SF6后，進(jìn)行包扎檢漏工作，確保法蘭連接面密封性達(dá)到要求。注：充氣時(shí)務(wù)必使用減壓閥，入口壓力不得大于700kPa，以免充氣閥門(mén)被損壞。

6.母線安裝需要注意的問(wèn)題

（1）母線在進(jìn)行存儲(chǔ)、移動(dòng)和安裝時(shí)都要保持頂部朝上（垂直安裝段除外），否則內(nèi)部構(gòu)件就可能被損壞。

（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝母線的過(guò)程中，要保證安裝圖紙上標(biāo)的“安裝序列號(hào)”與實(shí)際的母線段一一對(duì)應(yīng)，且保證標(biāo)識(shí)的方向在上方。

（3）組裝設(shè)備時(shí)，施工人員的雙手、衣服上應(yīng)無(wú)污物和粉塵；對(duì)母線內(nèi)部進(jìn)行工作時(shí)，應(yīng)戴純棉手套，嚴(yán)禁用手直接觸摸。不要用丙酮清潔插頭觸點(diǎn)及電壓屏蔽的內(nèi)部，它將溶解屏蔽內(nèi)部用來(lái)收集粉塵的粘膠。

（4）打開(kāi)母線端頭封蓋，可以看到一個(gè)嵌入銅線的白色泡沫塑料環(huán)。這個(gè)泡沫塑料環(huán)可以防止雜質(zhì)進(jìn)入到母線內(nèi)部。將泡沫塑料環(huán)留在原位并用塑料袋覆在母線段的末端，除非要擦拭或檢查該母線段的內(nèi)部，直到準(zhǔn)備連接接頭時(shí)才能將塑料袋拿開(kāi)。

（5）任何時(shí)候都要防止母線的碰撞、刮傷、墜落、砸傷，母線外殼的損壞超過(guò)0.64mm，都有可能造成整根母線的報(bào)廢。

7.接地安裝

接地接頭由平面鋁排組成，母線的每一相的外殼上都焊有平面基座，鋁排放置在基礎(chǔ)的頂端，并有一個(gè)用螺栓固定的鋼板在基座上以固定鋁排的位置。由于連接棒和外殼上的基座都是鋁制的，因此在安裝時(shí)必須使用CGIT為此提供了Penetrox A電力結(jié)合劑。鋁排與接地銅排之間用400mm2裸銅線通過(guò)接線鼻子連接，接線鼻子與鋁排連接處也應(yīng)涂Penetrox A電力結(jié)合劑。

注意：母線外殼必須接地，否則就會(huì)導(dǎo)致電擊人身傷害。GIC母線損耗因數(shù)非常低，如果與地面隔離，導(dǎo)線可以持續(xù)幾天保持充電。一些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)會(huì)在導(dǎo)線上留下殘留電荷。絕緣試驗(yàn)（搖表）、電阻試驗(yàn)和高壓耐壓試驗(yàn)都要在試驗(yàn)完畢之后對(duì)地放電，放電之后方可接觸導(dǎo)線或線路終端。

8.就地控制箱安裝

安裝就地控制箱時(shí)，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求找出接線箱安裝位置，并按照控制箱的外形尺寸進(jìn)行彈線定位，然后在墻內(nèi)安裝膨脹螺栓固定，控制箱安裝高度為箱體中心線距廊道頂700mm。

四、結(jié)束語(yǔ)

核安全至關(guān)重要，一旦發(fā)生事故，對(duì)社會(huì)造成的影響將是巨大的，所以核電施工不容許出現(xiàn)一絲一毫的失誤。GIC母線安裝是高壓系統(tǒng)的重要組成部分，在整個(gè)核電站安q全運(yùn)行中起著關(guān)鍵的作用。通過(guò)此方案的實(shí)施的確保了紅沿河一期1#-4#機(jī)組耐壓試驗(yàn)一次成功，為后續(xù)此項(xiàng)工作的施工積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]550kV SF6母線安裝與運(yùn)行手冊(cè)（AZZ）安裝說(shuō)明書(shū)[Z].

[作者簡(jiǎn)介]劉學(xué)賓（1981-），男，工程師，紅沿河核電項(xiàng)目部副經(jīng)理兼總工程師，主要從事項(xiàng)目施工管理、技術(shù)工作。