特高壓變電站1 000 kV GIS的安裝及質量控制

劉希峰，安 濱，曲文韜，陳仁剛

(國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

特高壓變電站1 000 kV GIS的安裝及質量控制

劉希峰，安 濱，曲文韜，陳仁剛

(國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

針對某變電站1 000 kV GIS的安裝特點，采取了技術準備、設備驗收控制、基礎檢查與畫線、安裝環境及質量控制等措施進行了施工安裝。安裝完成后的交流耐壓試驗和局放試驗均合格，證明了該次變電站GIS安裝的質量控制的有效性。

特高壓變電站；SF6全封閉組合電器；安裝；質量控制

0 概述

某變電站是山東省第1座1 000 kV特高壓變電站。該變電站采用1 000 kV SF6全封閉組合電器(GIS)，其生產廠商為新東北電氣集團高壓開關有限公司。變電站工程1期新建1 000 kV出線2回(北京東1、北京東2)，主變進線2回；2期擴建部分為出線4回(石家莊1、石家莊2、濰坊1、濰坊2)，2期合并施工，采用一個半斷路器接線，組成2個完整串，4個不完整串。1 000 kV GIS區域安裝14個斷路器間隔，呈“一”字型排列于大板基礎面。在布置圖上從左向右排列1—14間隔，其中二斷口斷路器8臺，四斷口斷路器4臺。Ⅰ母線、Ⅱ母線并排布置在串內主設備一側，Ⅰ母線、Ⅱ母線A相設置電磁式電壓互感器。

該變電站1 000 kV GIS安裝存在以下特點。

(1) 電壓等級高。此次為1 000 kV GIS首次在山東電網使用，安裝過程中缺少相應的技術和人才儲備。

(2) 環境要求比較嚴格。1 000 kV GIS現場安裝必須在無風、無塵的環境下進行。安裝現場粒徑0.5 μm以上的塵埃數量必須不大于3.5×107個/m3，而現場電氣、土建單位交叉施工，揚塵大，給環境管控帶來很大挑戰。在GIS安裝過程中，只要有1個氣室灰塵處理不徹底，都有可能在耐壓實試驗過程中造成擊穿。

(3) 安裝精度要求高。GIS主母線長度為367 m，安裝過程需要精確定位，反復測量，保證GIS安裝后軸線偏差符合要求。由于所有GIS為積木式剛性結構連接，可調余度較小，相鄰預埋件高度差不能超過2 mm，基礎不平整度誤差不能超過5 mm。若基礎沉降控制不符合有關要求，就可能導致設備運行后在對接處發生漏氣。

(4) 安裝周期長。該變電站1 000 kV GIS安裝周期為9個月，整個GIS由1 153個單元組成，對接面多，需要合理安排施工工期，保證施工進度。

1 變電站1 000 kV GIS安裝的技術準備

(1) 安排人員到已安裝1 000 kV GIS的單位學習，積累經驗。組織相關人員認真學習《國家電網公司輸變電工程標準工藝》中的GIS典型施工方法，做好知識儲備。

(2) 安排有關人員到GIS廠家(新東北電氣集團高壓開關有限公司)學習，熟悉GIS 特性。

(3) 技術人員和施工人員認真審核施工圖紙及出廠資料，特別是組織吊裝人員熟悉圖紙，了解施工組織措施的內容，進行安全和技術交底，牢記有關內容。

(4) GIS設備抵達現場后，應選擇較為平整的場地，按類別進行堆放。結合公司程序文件，根據施工圖紙組織人員認真進行設備安裝前的各項檢查工作。

(5) GIS安裝前，必須對全體參建人員進行技術、質量、安全3級交底，召開生產會議，向各相關人員講解吊裝方案，明確吊裝過程中需要注意的事項和遇到特殊問題的處理方法，并進行科學有序的人力資源分工，做到分工明確、責任到人。

2 GIS設備驗收

安排技術骨干與設備監造人員一起赴新東北電氣集團高壓開關有限公司進行監造。全程監督廠家各項試驗，加強對設備試組裝、試運行的檢查;注意開關動靜觸頭的插入深度是否合適，避免因不合適而導致要在現場進行處理和更換的情況，為現場安裝創造良好條件。

GIS設備到達現場后，工程建設管理單位、監理、物資公司和生產廠等要進行聯合驗收，根據定貨和交貨文件檢查交貨設備的完整性和正確性。主要檢查以下項目：

(1) 結構是否符合要求；

(2) 金屬表面的油漆和防銹層、顏色及質量是否符合要求；

(3) 檢查標牌上的文字和數據是否正確；

(4) 對照裝箱單仔細核對設備的附件、備用零部件、安裝用品、專用工具是否齊全，是否存在損傷、變形和銹蝕等現象；

(5) 瓷套管包裝箱有無變形、破損等現象；

(6) 出廠證件及有關圖紙、資料和文件是否完整齊全；

（7）檢查振動記錄儀指示情況，對重點單元帶有的運輸振動記錄儀的記錄情況進行檢查。現場檢查三維沖擊加速度不大于3 g(g為重力加速度)為正常，如超過3 g或沖擊監測裝置異常時，應分析原因，確定檢查方案并最終得出檢查分析結論。

3 GIS安裝的基礎檢查與畫線

3.1 基礎檢查

GIS的安裝對整套設備基礎面的水平度和連接元件之間相對位置的精確度要求很高，在GIS安裝之前必須進行基礎檢查工作，基礎檢查應符合交接驗收的標準。用水平儀測量預埋件的不平整度時，在每處預埋件位置上取點(每個預埋件最少選取2點)進行測量，將測量結果直接標記在預埋件上，并將預埋件不平整度形成測量報告，以備在斷路器就位時使用。測量的依據如下：相鄰預埋件高度差不大于2 mm；全部埋件誤差小于5 mm；基礎不平整度誤差為5 mm。這是保證GIS安裝后SF6氣體不泄漏的重要安裝控制點。

在實際安裝過程中，相鄰預埋件高度差以及全部埋件誤差均控制在合格范圍內。對實際安裝中的相鄰預埋件高度差和全部埋件誤差測量數據的特征量(最大值、最小值、均值和標準差)進行統計，如表1所示。

表1 實際安裝中的相鄰預埋件和全部埋件高度差 mm

由表1可見，相鄰預埋件高度差最大值為2.0 mm，最小值為0，均值為0.75 mm；全部埋件高度差的絕對值最大為4.5 mm，最小為1 mm，均值為2.84 mm，標準差為2.93 mm。

為直觀展示，部分預埋件誤差的頻率直方圖如圖1所示。由圖1可看出誤差集中在2.5—3.5 mm。

由表1和圖1可以看出，相鄰預埋件高度差均控制在2 mm以內；全部埋件誤差都控制在5 mm以內，根據安裝記錄誤差集中在2.5—3.5 mm；基礎不平整度誤差都控制在5 mm以內，根據安裝記錄顯示誤差集中在3—4 mm。

圖1 預埋件高度誤差頻率直方圖

3.2 畫線

畫線的目的就是確定設備在基礎上的安裝位置，具體方法是：

(1) 在GIS安裝基礎上畫出以第1間隔B相斷路器的橫向中心線為X軸，以隔離開關縱向中心線為Y軸的平面坐標，如圖2所示。

圖2 平面坐標位置的確定

(2) 根據圖紙標明的尺寸畫出每個設備對應的Y1，Y2，Y3等軸線，根據圖紙標明的尺寸畫出每個設備對應的X1，X2，X3等軸線，如圖3所示。

在畫線的過程中，每移動1次測量儀器，測量誤差則疊加1次，其測量的準確度則下降1次，因此畫線應盡量一次性完成。

圖3 確定設備安裝位置的畫線方法

4 GIS安裝的環境控制

能否保證GIS安裝現場的清潔度對于GIS安裝來說是最為重要的。該變電站GIS安裝高峰時間剛好處于秋冬季節，因此，做好現場防風沙、防塵措施是非常必要的。

現場采用2級防塵措施對安裝場地進行防塵。其中，1級防塵為在大板基礎外采用密目網或防塵圍欄進行防塵，2級防塵采用移動式裝配廠房及防塵棚進行防塵。

1級防塵與2級防塵之間的地面采用定時灑水或在地面鋪設密目網的方法防止地面揚塵，如圖4所示。主板塊上的設備(串內設備和主母線)采用在移動式裝配廠房內安裝的方式，并在移動廠房內的局部對接面采用防塵棚進行防塵。分支母線的對接面清理采用防塵棚進行防塵。

4.1 第1級防塵網安裝

為了防止較大外界異物進入施工區域，將工作區域與非工作區域隔離，在距離1 000 kV基礎大板塊約15—20 m處布置一圈防塵墻。防塵墻的護墻龍骨采用腳手架鋼管，每3 m左右埋設1根，并安裝4根橫向鋼管；同時配置2 m左右的斜撐，并視情況在其內或外側埋設1根腳手架鋼管，用于對斜撐的加固，起到防風穩定的作用。

圖4 1，2級防塵措施之間的地面防塵措施

4.2 移動式裝配車間

1 000 kV GIS總體布置采用串內“一”字型排列在整體板塊上面，串內設備與母線分開布置的方式。串內設備高位中心距離地面2 700 mm；串內低位母線中心距離地面1 100 mm，相間距為3 700 mm。主母線低位布置，中心距離地面1 100 mm，相間距為1 600 mm。

移動裝配車間整體框架全跨主設備和主母線，軌道鋪設在設備兩側，使用其內置的龍門吊實現主設備和母線的安裝。

(1) 移動裝配車間軌基要求。基準軌基安裝在控制柜中心線延長線上，距串內主設備中心4 900 mm。另一條軌基與基準軌基跨度為26 500 mm，如圖5所示。

軌道采用預埋地腳螺栓壓緊固定的方式，軌道基礎的安裝板塊高度低于基礎板塊350 mm，以便于移動式裝配車間使用完畢后拆除軌道進行水泥澆注回填。

圖5 軌基安裝位置

(2) 內部配置設施。移動裝配車間內跨接2根吊車主梁，每根主梁承重20 t。其中，用于串內設備安裝的主梁上，安裝10 t電動葫蘆1個；用于主母線安裝的主梁上，安裝10 t電動葫蘆2個。主梁和電動葫蘆均具有高速和低速2種運動模式，以實現GIS的平穩、精細對接。GIS吊裝點均在移動式裝配車間吊車運行范圍內，2根主梁在車間內存在重疊的工作區域。為防止2根主梁碰撞，在大梁上安裝了距離感應閉鎖裝置，確保2根大梁的最小距離為3 000 mm，吊車布置方式如圖6所示。

圖6 吊車布置方式

(3) 安裝環境要求。開展安裝工作前，檢查車間密封并開啟車間環境控制設備，1 h后使用專業儀器測量車間內部環境。在檢測結果達到安裝要求時，才能開展GIS清理、檢查、裝配工作。每日環境檢查記錄項目如下：

① 防雨、防水、防風功能是否良好，密封性能是否符合安裝要求；

② 防塵級別是否達到百萬級(粒徑0.5 μm以上的塵埃數量不大于3.5×107個/m3)；

③ 溫度控制范圍是否在20 ℃±8 ℃；

④ 相對濕度是否不大于70 %；

⑤ 照度管理值是否大于300 lx。

按照以上檢查項目，每日早中晚檢查記錄3次，使防塵級別成功達到百萬級。對歷次塵埃檢查記錄進行統計，結果如表2所示；塵埃數量頻率直方圖如圖7所示。從表2和圖7可見，粒徑在0.5 μm以上的塵埃為2.5×107—3.3×107個/m3，平均值小于3×107個/m3。塵埃指標均滿足規定要求，為1 000 kV GIS成功通過耐壓試驗提供了有力保證。

表2 塵埃檢查記錄統計 個/m3

圖7 塵埃數量頻率直方圖

5 GIS安裝的質量控制

GIS應嚴格按照單元組件編號進行裝配，不得隨意混裝，單元組件的安裝位置和相序需經廠家代表現場確認無誤。施工過程中，如遇到雨天應及時封閉相應氣室并回充高純度氮氣，以免設備受潮，影響產品性能。

所有法蘭面對接時均應使用導向棒，以保證法蘭面對接不錯位。為保證對罐內進行完整的檢查及清理工作，要求用強光手電筒檢查氣室內所有盆式絕緣子。用酒精、丙酮、吸塵器清理盆式絕緣子及罐體，確保不留死角。

全面、細致檢查導體表面的光潔度，表面發生氧化的部分應用白布拋光處理；若表面有毛刺或尖角要用細砂紙打磨、拋光；檢查導體兩端鍍銀層是否有起泡、脫落現象。

密封面的處理：對接法蘭時應注意檢查密封面、密封槽座及槽內外側，特別注意密封圈部位是否有劃痕、磕碰痕跡，表面是否光滑。

GIS筒體內部清潔應全面、徹底，不允許有任何灰塵及金屬粉末存在。因緊固和松開螺栓時可能會產生金屬異物，而這些雜質落入筒體內部將十分危險，所以在安裝或拆卸罐體內部螺栓時，要特別小心，作業完成后應用吸塵器仔細清理干凈。

必須使用廠家提供的或符合制造廠技術規定的清潔劑、潤滑劑、密封脂、擦拭材料。所有螺栓的緊固均應使用力矩扳手，其力矩值應符合產品技術規定，緊固好后做好標記，防止漏緊。

6 結束語

交流耐壓試驗是檢驗GIS安裝效果的關鍵性試驗, 其目的在于檢查GIS的整體絕緣性能。在耐壓試驗過程中，應同時進行局放測量。經國網山東電科院共分4次對該變電站1 000 kV GIS進行耐壓試驗，均未發生擊穿放電現象；局放測量也正常，表明了此次變電站1 000 kV GIS安裝采取的質量控制措施是有效的。

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7 張 浩，劉學東，吳建強，等．GIS設備現場安裝作業質量控制要點及注意事項[J]．電力安全技術，2011，13(2): 61-63．

國網遼寧省電力公司葫蘆島供電公司嚴防山火確保線路安全

3月29日，國網遼寧省電力公司葫蘆島供電公司結合工作實際，有針對性地加強春季防山火工作，確保線路設備安全運行。

該公司加強與地方政府及林業、消防等部門溝通聯系，實時掌控防山火工作情況；組織多支防山火宣傳小分隊深入村屯集市、田間地頭、學校等人員密集場所，利用各村委會廣播站、村頭超市、集市等渠道，開展電力設施保護和安全用電常識宣傳，發放宣傳防山火保線路宣傳單、護線聯系卡；在重要線路、區域設置防山火警示牌，張貼安全宣傳標語，教育和制止各種危害電力設施行為，提高群眾防火意識。同時，該公司建立了群眾護線員、沿線供電所、鄉鎮林業站、藍天救援隊4張防山火安全信息網，確保在線路附近發生山火時能夠及時獲取火情信息。

（來源：國家電網報 2017-04-05）

2016-05-11；

2016-12-30。

劉希峰(1974—)，男，助理工程師，主要從事電力生產管理工作，email：903645904@qq.com。

安 濱(1990—)，男，助理工程師，主要從事特高壓變電站的相關工作。

曲文韜(1982—)，男，高級工程師，主要從事特高壓變電站的相關工作。

陳仁剛(1984—)，男，工程師，主要從事特高壓變電站的相關工作。