220kV变电站电气施工中GIS设备安装调试技术的探讨

220kV变电站电气施工中GIS设备安装调试技术的探讨

作者：刘振华

来源：《中国新技术新产品》2014年第18期

摘 要：电力在人们的生产生活中发挥着重要的作用，随着经济的飞速发展，人们生活水平不断提高，电力已经成为经济社会发展和人民生活必不可少的重要组成部分，因此对于电力的可靠供应就越来越受到广泛的关注。对于电力企业，切实做好电力的可靠供应是企业的崇高使命，而气体绝缘金属封闭开关设备（GAS INSULATED SWITCHGEAR简称GIS）的出现，有效提高了变电站的安全稳定运行，为了更好的适应变电站的需求，GIS设备已经进行了不断的改进，本文通过对220kV GIS安装过程中的一些问题进行分析，供相关从业人员参考。 关键词：220kV变电站；GIS设备；安装调试 中图分类号：TM411 文献标识码：A 一、前言

随着经济社会的发展，全社会用电需求与日俱增，同时伴随城市的不断扩张，需要建设大量的变电站以满足电力的可靠供应。城市的快速发展使得城市用地越来越紧张，地价飙升，传统的敞开式变电站因为占地面积大，并不适宜在拥挤的城市中建设，且因为可靠性的原因也会加重运行人员的工作量。GIS设备与传统的敞开式变电站相比较可以发现，GIS设备具有优于敞开式变电站的突出特点：整体装配结构紧密、占用空间小、稳定性强、使用方便、安全性能高、适应性强、维护方便、零部件寿命长。并且GIS设备故障率只有常规设备的20%-40%，因此在我国电网建设中逐渐受到青睐。 二、GIS设备的工作特性 1 结构小型化

GIS设备由传统的设备改进成由若干相互直接联结在一起的单独元件构成，将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器等主要元件装入密封的金属壳体内 ，其间充以SF6气体作为绝缘及灭弧介质，故具有体积小、占地面积小的特点，这种改进在很大程度上减少了变电站所需的用地。 2 安全可靠性强

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GIS设备的全部带电部件都是布置在经过了密封处理的金属壳体内，壳体内充满的SF6气体不仅充当内部绝缘介质，同时还作为断路器的灭弧介质。设备无触电风险，使运行人员得到了最大的安全保证，同时也可以减少检修维护的频度和工作量。 3环境耐受力强

由于GIS设备的全部部件均封闭在金属壳体中，因而设备的运行不会受到风、霜、雨、雪的影响，亦不受外界污秽及变电站海拨的影响，有很强的环境适应性。 4 安装周期短

GIS每个间隔中的断路器及两侧的电流互感器、隔离开关、接地开关、电缆终端、现场汇控柜、连接筒体有机的结合在一起，形成块式结构，如二次电缆在厂内全部配置调试完毕， SF6气室密封性能、水分含量也在厂内测试合格，GIS全部试验厂内一次做完，无须拆卸，整体出厂。那么到现场只需间隔间对接，极大地减少了现场安装的工作量和周期，保证了产品整体质量和施工周期的控制。 5 涡流损耗小

部分元件的壳体采用铝制结构，除电压互感器及避雷器外，抗腐蚀能力强，且大大减小了涡流损耗。

三、GIS设备安装的准备工作

1 在进行安装之前，施工人员应该查阅并熟悉GIS设备的技术资料和设计图纸，同时对变电站安装现场进行实地勘查，确定现场安装需具备的安装技术标准以及所应达到的安装质量等级。

2 在进行GIS设备安装中需要针对具体的施工特点进行制定相应的作业指导书，在作业指导书中需要针对施工中的设备、程序、质量关键点、施工工艺等内容作具体的要求，并在设备的安装中要严格遵守。

3 准备必要的设备工具，如起吊设备、烘干吸附剂的烘干设备、SF6回收装置和真空泵，以及调试所需的试验检测设备等。开工前对机具进行全面的检查，保证在施工过程中能正常使用。

4 设备安装工程施工前还需要进行技术考察，对施工的具体情况要做到明确分工专人负责，同时安排技术人员对施工中的质量进行系统检查，对整个安装过程进行质量跟踪记录，保证施工的有序进行。

四、GIS设备安装质量控制要点

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1 安装环境控制

长期的实践证明，水分和杂质对于GIS设备的可靠运行会造成严重的影响，近年来中山电网GIS设备的多起故障均是由于气室内粉尘引起，因此在安装过程中应严格控制现场的环境状况。GIS设备的安装必须安排在无风沙的晴朗天气且空气湿度不大于80%时进行，户外安装时还应注意安装现场的风速情况，最好在低风速的情况下进行安装（不大于3级风速）。严格控制施工现场的工作环境，对不满足要求的施工条件需要进行整改以满足施工要求。施工现场的温湿度不符合要求是可以采取围挡、现场铺垫、设备加热、人工抽湿等方法来满足具体的施工要求。设备的安装现场需要保持清洁，避粉尘杂物进入设备内部。工作人员进行设备的安装中需要穿戴合适的劳保服装，杜绝穿着质地比较粗糙的服装，还需要佩戴工作帽，禁止头发裸露在外，还需要佩戴口罩，防止汗液等水性物质进入气室。在进行气室的安装作业时必须连续工作至结束并使气室处理成真空状态。 2 GIS设备中气室的干燥物质

常用的GIS设备中的干燥剂为4A型，具有绝缘性的粉末物质，能够承受较高温度并对电弧的冲击有较强的抵抗能力，对水分有很好的吸附能力。在进行安装前需要将吸附剂用专用设备进行干燥处理，取出后需立即使用，并且在气室的安装时间需要控制在十五分钟之内。在安装完成后需要对气室进行真空处理并且对气室进行称重，为以后进行设备检修做参考记录，在重量增加超过百分之二十五时需要进行处理以保证气室的正常工作运转。 3 气室的抽真空

气室在安装完成后需要进行抽真空的操作，在进行操作时需要在气路中连接止逆阀，并对其进行严格监控，在出现停电等意外情况后可以防止泵油的回流现象发生。在进行抽真空操作时需要按步骤进行，首先应对真空泵的各部分进行检查确认保证能够正常工作，再进行各开关的开启，在停止工作后需要先对各开关进行关闭操作再停止泵的运转。在进行气室的抽真空操作中测得气室压力达到小于133帕后需要保持状态半小时，再停止泵的运转。在对气室的密闭性进行检查时需要在一定的时间间隔内进行气室的压力检测，五小时内气室的压力差不大于67帕为合格状态，此时可以对气室进行填充有效的SF6。

在进行气室的抽真空操作时需要避免两侧长时间处在压力悬殊较大的情况，在较大压力差的情况下容易出现设备的损害，同时还应注意额定气压侧保持在百分之五十以内时进行另一侧的真空处理工作。 4 接地保护

GIS设备为密集型结构，内部电气结构间距狭窄，在出现漏电击穿故障时容易出现较大的电流。在没有接地安全线路时能够造成设备内部的损坏以及人身伤害事故，并且还会因设备复杂的结构形成不同的损坏程度，因此对设备的接地需要做到安全合理，使设备的伤害降到最低

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程度。设备的接地连接导线采用导电效果良好的铜质金属线，在有绝缘物质隔开的部件时需要安装跨接的铜排处理。对接地线的安装需要按照严格的工艺操作规程，避免因安装不当造成的设备的损坏。

五、GIS设备的调试处理

在GIS设备安装完成后要根据国家检验标准进行设备的验收检查，保证设备能够安全正常运转，设备的检查需要按项目进行分类试验：

1 GIS设备安装完成后需要对回路电阻进行检测，对主回路电阻进行检查时需采用直流压降法，并检查线路中各连接处的情况。在对被侧回路注入电流后进行检测得出的各电流相同时满足检测要求，并保证检测结果符合工艺要求，满足使用条件。

2 对GIS设备上各开关以及活动连接部件进行相应的机械动作测试以及动作时间进行检测；对各开关部件的绝缘性能以及直流电阻进行检测，确定其是否满足使用要求；对各开关的操作器件进行测试，确保其满足正常的使用功能；在进行设备的其他部件的性能测试时还需注意其是否满足相应的连锁动作，对信号指令的应答性能是否灵活，以及确保使用性能满足相应的检验标准。

3 SF6气体及泄漏检查

使用微水测试仪对气室中SF6含水量进行测量，断路器气室中SF6含水量应小于150ppm，其他气室SF6含水量应小于250ppm。在安装现场用塑料薄膜将壳体上法兰的连接部分包封起来，用SF6检漏仪测量包容区内SF6含量，年漏气率必须小于1%。 4 主回路工频耐压和冲击耐压试验

在GIS设备安装完成后需要进行相应的调试并且满足试验要求，设备的耐压试验是反映其能否稳定长期工作的重要指标。对GIS设备进行耐压试验的同样是防止设备出现质量问题的重要步骤，能够有效的发现设备在安装、运输、调试等环节出现的损伤，对设备整体的性能以及质量安全都能起到良好的检查作用，避免因出现意外损伤发生安全事故。主回路的工频电压及冲击耐压试验，工频一分钟测试460kV*0.8，主回路对地及断路器的断口间应耐受雷电压冲击840kV ，操作冲击600kV，正负极性各三次，试验电压波形采用振荡冲击波，雷电冲击波头时间Ter≤15us，半峰值时间Tmef=50us，操作冲击波头时间Tcr=150us，半峰值时间

Tmef=250us，，如各部分按选定的试验程序耐受规定的试验电压而无击穿无闪络，则可结束试验，并认定设备试验合格。 结语

本文对GIS设备特性以及安装中的质量要点进行了阐述，需要对设备的质量控制以及调试处理做到充分的熟悉。在安装过程中做到严格的监控是保证质量的有效控制方法，提高施工队

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伍的建设技术能够为设备的安全稳定打好坚实的基础。设备的安全稳定运行是设备的能够长期服役的先决条件，在随着GIS设备日趋增多的环境下需要我们对GIS设备做到更深入的研究，以满足现在不断发展的需要。通过不断对GIS设备的开发研究能够为设备在今后的使用以及维修保养方面做好充分的准备，为设备的有效开发利用做到充足的技术支持。 参考文献

[1]邓旭.GIS变电站安装时应注意的问题[J].中国西部科技，2010（24）. [2]DL/T 618-1997，气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程[S]，

1997.