GIS全封閉式組合電器安裝和關(guān)鍵工藝控制點

曾 軍（蘇州中材建設有限公司，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，對安裝和關(guān)鍵工藝控制點進行了整理、總結(jié)，希望對類似工程安裝會有幫助。

1 GIS組合電器安裝

1.1 安裝準備

（1）技術(shù)準備：安裝人員根據(jù)GIS安裝規(guī)范，熟悉隨機技術(shù)資料，認真會審設計圖紙等。

（2）主要安裝機具：烘干箱、吸塵器、SF6氣體回收充放裝置，鹵素檢漏儀、水分測量儀、真空計、濕度表、電阻測試儀等。

（3）安裝材料：新密封圈、清潔劑、高性能擦拭紙、白棉布、無水酒精、高效電接觸導電膏、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，應開箱檢查是否有結(jié)構(gòu)變形、破損等，進出線瓷套管無裂紋，導電桿及載流部件無銹蝕，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，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，先回收氣體，再吹入干燥清潔的壓縮空氣，檢查氧氣濃度達標后，開始工作。

1.3 GIS安裝工藝流程

安裝準備→找基礎(chǔ)中心線→#2進出線間隔臨時就位→母聯(lián)間隔就位→#2進出線間隔就位→#1進出線間隔就位→回路電阻測試→抽真空、充填氣體→二次電纜連接→工頻耐壓測試→電壓互感器、避雷器安裝并抽真空、充填氣體→二次回路測試→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進出線間隔臨時就位，確定以母聯(lián)間隔為整套設備的參考基準點，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線路進出線斷路器間隔；#1、#2線路進出線套管。

（5）從基準間隔向兩側(cè)安裝其他間隔時，控制好各間隔母線段的標高，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）安裝進出線瓷套管時，以與GIS外殼相應的斜度起吊套管，以便套管內(nèi)的導電桿順利插入梅花觸頭里，密封面對接吻合。

圖1 氣室安裝

圖2 進線氣室安裝

1.4.2 觸頭、導電桿的安裝

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

1.4.3 氣室長度誤差的調(diào)節(jié)

氣室組裝時，會出現(xiàn)長度誤差，通過波紋伸縮節(jié)來調(diào)節(jié)，調(diào)整長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 測量主回路電阻

主回路因接觸不良導致電阻增大，動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量回路電阻，來判斷導體接觸是否良好。

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

1.4.5 GIS抽真空、SF6氣體充氣和微水分檢測

（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鹵素檢漏儀對氣室密封進行檢測，SF6氣體濃度不超過30μL/L。

（3）充氣完成24h后，對各氣室進行微水分含量檢測，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 主回路工頻耐壓測試

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

實踐證明，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)。因此設備安裝后，必須做耐壓或局部放電測試，檢查GIS是否存在絕緣缺陷，驗證安裝質(zhì)量。施加電壓較低但時間較長的電壓“老練”，測試時間約5min，此項測試對消除微小雜質(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)過電力公司各項性能測試合格才能安裝，進行抽真空、充氣、檢漏。

1.4.8 系統(tǒng)調(diào)試

氣室組裝完成后，進行二次電纜接線、調(diào)試，接地排等安裝；信號、保護、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)提交電力部門驗收通過，投入運行。

2 GIS組合電器安裝關(guān)鍵工藝控制點

2.1 控制安裝環(huán)境清潔度

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

設備安裝前土建施工已結(jié)束，進出線氣室預留墻體空洞尺寸合適。選擇晴天進行安裝，并對現(xiàn)場濕度進行監(jiān)測，控制降塵灑水量，確保環(huán)境相對濕度小于50%。在安裝設備的周圍采用塑料布遮擋等措施防止揚塵。針對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，清潔時，既要采取防塵、防潮措施，也要進行各道工序檢查。采用高性能擦拭紙、白棉布和無水酒精作為清潔用材。

2.2.1 導電桿、觸頭清潔

GIS的導電桿、觸頭在出廠前進行過近千次的開合測試，金屬間的摩擦會產(chǎn)生金屬微粒留在GIS內(nèi)部，通電時這些金屬微粒使電場不均勻，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，先用白棉布浸無水酒精除掉導電桿、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)暴露在空氣中的時間。用吸塵器將罐體內(nèi)吸干凈，用白棉布浸無水酒精將罐體內(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)進入，保證氣室內(nèi)清潔度。

2.2.3 密封處理

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

確認法蘭面無清洗溶劑的沉淀物（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)的整個面上涂兩圈（固定螺栓的兩側(cè)）硅橡膠平面密封劑，同時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，會使沿面電壓分布不均，導致閃絡電壓降低；水膜在氣室高氣壓下發(fā)生凝露，設備通電時形成電橋，會發(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 抽真空設備的檢查

抽真空前重點檢查氣體回收充放裝置電磁閥、相序表的準確性，防止壓縮機機油倒吸入氣室內(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)，啟動真空泵對氣室抽真空，如若超過4 h后都還未抽真空，吸附劑需重新進行烘干處理。

當氣室真空度小于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，確認無泄漏。

3 結(jié)語

（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。控制氣室真空度，保證SF6氣體微水分含量達到產(chǎn)品技術(shù)要求，確保絕緣性能。

（3） 氣室密封性是GIS設備長期、穩(wěn)定安全運行的關(guān)鍵。

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