1 000 kV GIS設備地模塊的研制與應用

王粵術，張曉龍，李強

（國網山西送變電工程有限公司，山西太原030006）

1 000 kV GIS設備地模塊的研制與應用

王粵術，張曉龍，李強

（國網山西送變電工程有限公司，山西太原030006）

特高壓是目前世界上最先進的輸電技術，具有遠距離、大容量、低損耗、少占地的綜合優勢，可以更安全、更高效、更環保地配置能源，是實現能源資源集約開發、促進清潔能源發展、有效解決霧霾問題的重要載體，更是轉變能源發展方式、保障能源安全、服務經濟社會發展的必由之路。

特高壓；1 000 kV；GIS設備；可調式接地模塊

1 000 kV GIS設備是特高壓變電站的重要組成部分，其設備體積大、單元重、工藝要求高，設備接地質量和要求遠高于500 kV GIS設備接地的施工工藝要求。針對1 000 kV GIS設備接地模塊安裝方法，國網山西送變電工程公司通過對1 000 kV晉東南變電站擴建工程、晉北1 000 kV變電站新建工程的安裝經驗進行總結，公司通過深入創新研究，自制研發了1 000 kV GIS設備可調式預埋接地模塊并成功應用。本成果可操作性強、推廣應用前景好、節能減排功效顯著，在規范1 000 kV GIS設備接地模塊安裝流程、提高安裝工藝質量、控制施工成本等方面有充分的指導意義。

1 主要用途

1 000 kV GIS設備安裝工作對施工環境要求高，施工精度要求嚴，其安裝難度大，為保證GIS設備安裝時的設備安全及質量，通過設計一種通用的1 000 kV GIS設備的可調節接地模塊，實現固定、連接的優化。

2 技術原理

1 000 kV GIS可調式預埋接地模塊包括調節部分和減震部分，通過螺栓墊片來實現微調定位；通過橡膠減震條杜絕在接地塊表面鉆孔過程中混凝土熱脹冷縮造成四周混凝土出現開裂現象，來保證1 000 kV GIS設備接地連接時的安全與質量，進一步優化1 000 kV GIS接地標準工藝流程和施工方法，實現特高壓設備安裝的高質量要求。

2.1 制作安裝

制作安裝步驟為：①按圖紙在工廠加工制造接地模塊，接地模塊采用全銅材質，接地模塊上表面打磨光滑，在接地模塊下表面鉆2個直徑10 mm、間距40 mm的孔；②將∠50×50×5角鋼加工成200 mm的支架，并用直尺復核，同時在角鋼的一面鉆2個直徑為10 mm的孔，間距40 mm；③將角鋼與制作好的接地模塊，通過M10×20 mm的螺栓緊固連接；④將橡膠條的長度加工成120 mm和80 mm，粘貼在接地模塊四周，防止在接地塊表面鉆孔時混凝土熱脹冷縮，造成開裂問題。可調式接地模塊模型見圖1和圖2.

2.2 現場固定

接地塊表面平整度控制按照規范要求小于等于1 mm，為了控制誤差，通過接地模塊與角鋼連接的螺栓來調節，根據誤差值，用增加相應的墊片來控制接地模塊的定位精度，調整完成后緊固螺栓，并將角鋼與預埋件的鋼筋進行點焊固定，同時將接地模塊下表面的銅棒與接地引線進行放熱焊。

2.3 標高微調

接地塊固定角鋼與基礎預埋件固定件固定后，接地塊上表面與基礎預埋件上表面標高誤差在0～10 mm范圍內，設計要求接地塊上表面標高與預埋件上表面標高一致。為了控制0～10 mm誤差，可以通過接地塊與角鋼連接螺栓來調節，根據誤差值，依次將固定螺栓進行微調整，使得螺栓扣頂部至套扣深度間隙在相應誤差范圍，螺栓絲扣底部與接地塊下表面間隙距離高差在0～10 mm范圍，用相應誤差的墊片進行填充，保證角鋼與接地塊固定可靠，即完成調節精度。

2.4 接地連接

接地連接步驟如下：①1 000 kV GIS設備安裝就位后，將設備接地排連接到接地埋件上。根據接地排螺孔位置，在接地埋件上定位螺孔位置，采用電鉆對接地模塊進行鉆孔。②鉆孔完成后，用對應規格的絲錐進行攻絲。絲錐配合攻絲專用工具使用。攻絲時，要均勻用力，順、逆時針反復轉動，避免絲錐受力過大，造成斷裂。③安裝不銹鋼螺紋護套時，螺紋護套應涂潤滑油，便于安裝。④連接接地引排，對螺栓進行緊固，再用力矩扳手復緊，滿足規定力矩值。⑤安裝完成后，對接地排進行刷漆（黃綠漆），并做好標識。

3 關鍵技術和創新點

關鍵技術和創新點如下：①使用預制接地模塊，代替預埋銅排，整體成型，提高安裝精度；②可調式預埋接地模塊具有微調功能，確保安裝后與設備預埋的標高度誤差滿足規范要求；③通過對接地塊四周粘貼橡膠減震條，防止在接地塊表面鉆孔過程中混凝土熱脹冷縮造成四周混凝土出現開裂現象。

圖3 傳統的接地模塊安裝圖

圖4 可調式預埋接地模塊安裝圖

4 與同類先進成果主要技術指標比對

傳統的接地模塊安裝方法為：采用固定支架支撐方式，固定支架由槽鋼托板、鋼管立柱、鋼地板3部分組成，鋼管立柱用于控制接地模塊的標高，固定支架長度的確定需考慮因素較多，制作程序煩瑣，時間長，施工效率低；同時在混凝土澆筑后，在接地模塊表面鉆孔過程中，四周混凝土易出現開裂現象。圖3所示為傳統的接地模塊安裝圖。

可調式預埋接地模塊：接地模塊采用全銅材質，在其下表面鉆2個直徑為10 mm的孔，間距40 mm，與50×50×5 mm的角鋼通過M10×20 mm的螺栓緊固連接。通過在螺栓上增加墊片來實現預埋接地模塊定位調節，并在接地塊四周粘貼橡膠減震條，防止在接地塊表面鉆孔過程中混凝土熱脹冷縮造成四周混凝土出現開裂現象。圖4所示為可調式預埋接地模塊安裝圖。

5 推廣應用情況及前景

隨著電網建設的發展，特高壓建設發展迅速，1 000 kV GIS設備是特高壓變電站的重要組成部分，其設備體積大、單元重、工藝要求高，設備接地質量和要求遠高于500 kV GIS設備接地的施工工藝要求。對于特高壓變電站1 000 kV GIS設備的安裝，可調式預埋接地模塊安裝簡單，利用其微調功能，成功實現特高壓GIS設備固定、連接的優化。隨著社會經濟的飛速發展，特高壓變電站的建設越來越多，該技術方案具有很大的推廣前景與價值。目前，本單位已安裝流程編入了作業指導書，并納入公司相關規程規范，同時成功申請了國家專利。

6 節能減排及經濟效益

1 000 kV GIS設備可調式預埋接地模塊的研制與應用，從組織、規劃、實施、評價和人員安全與健康各個方面，最大限度地節約了資源和減少對環境負面影響的施工活動，并且滿足特高壓變電站電力安全可靠的輸送，同時促進清潔能源發展、有效解決霧霾問題，實現了經濟效益、環境效益和社會效益的統一。以晉北1 000 kV變電站新建工程為例（本工程共安裝894個接地模塊），提前完成施工20 d，為后續試驗調試保證了施工工期，產生直接經濟效益36.94萬。

〔編輯：劉曉芳〕

圖1 可調式接地模塊模型圖（一）

圖2 可調式接地模塊模型圖（二）

TM564

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.154

2095－6835（2017）19－0154－02