浅谈GIS电气设备投产前安装质量关键点控制
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作者: 江韬
摘要：随着深圳特区经济的高速发展，电网建设迎来了历史陆的发展机遇。近几年，深圳地区新增变电站数量和投产规模屡创新高。面对变电站尤其是采取使用GIS设备的变电站的大规模建设，如何在创造电网建设速度的同时保证一次设备投产后安全稳定运行成为变电维护管理人员最为重视的问题。本文介绍了GIS电气设备的基本情况，阐述了GIS电气设备安装过程对质量构成影响的几个条件和危害性，提出了变电一次设备维护人员在把关GIS电气设备安装质量中应注意控制的关键点。
关键词：GIS 施工 安装 试验
Is(全称：gas insulated substation)的定义为：全部或部分采用绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质，并将变压器以外的高压电气元件(由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管等高压电器组合)密封在接地金属筒中而成的高压配电装置。因此与传统配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受外界环境干扰、运行可靠性高、检修周期长、维护工作量小、无电磁干扰等优点。我国经过二十多年的研制开发，GIS技术提高很快，目前已广泛应用于电力行业。随着电力系统的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高，GIS技术必将持续发展，未来变电站内采用GIS设备将愈发普遍。
1、GIS组合电器安装前的准备
1.1制定GIS安装作业计划、流程图
GIS组合电器安装是一项较为复杂的工程，整个设备采取硬连接，安装技术难度大，对防尘防潮要求高。故变电检修人员在施工单位施工前就要提前介入其准备工作，督察其是否编制好施工安全技术措施，是否制定了施工工序流程图、检测程序和工艺标准，并与厂家、监理是否达成一致意见。监督施工队伍进入现场后对工作人员是否进行了安全技术措施交底，是否熟悉工序流程。
1.2设备开箱检验及检侧
检修人员应监督及要求施工队人员在设备开箱后对其进行认真细致的检验，确保GIS设备的所有部件应完整无损；瓷瓶件或绝缘件无裂纹、破损，绝缘件无受潮、变形、脱落等现象；所有元件、备件、工具仪器无损伤及锈蚀；各气室的压力值和含水量应符合产品的技术规定；密度计和压力表经校验合格。
为及早发现GIS设备因长途运输引起的部件内部结构变化，要检测各单元断路器主回路电阻，检测电流互感器极性和变比，检测各气室SF6微水及气体压力。
2、GIS组合电器设备的安装
GIS设备的组装工作应在无风沙、无风雪、空气相对湿度小于80％的条件下进行，并采取防尘、防潮措施。在GIS安装的全过程中应对三大质量关键点：即清洁度、密封性和真空度进行严格控制。
大量的安装实践证明，保证清洁度是GIS组装中最首要的任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差，为了防止起灰尘，安装前第一次清洁时应在场地洒水并用拖把擦净，在空气静止48小时后才开始安装。作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑，这些微粒(往往是耐压试验中放电的主要原因所在)如果不清除，将严重威胁GIS设备的正常运行。因此要特别注意保证铝导体和器身内部的清洁(目前，制造厂采取的措施一般为：(1)强化对导体加工过程的清洁检查，防止出现死区；(2)在总装前增加导体振动清洁的新手段，尽量把空心体内部死角的残留物清理出来；(3)对组装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝等。某些国产GIS产品由于管理不严，出厂时GIS内还残留有杂物，加之许多安装现场管理不严，灰尘漫天，更增加了确保清洁度的难度，所以必须严格要求，精心施工。2009年，220KV创业变电站GIS设备(北开日新)在第一次组装完毕后，就是因为出线筒内杂物引起在耐压试验时的多次放电(不得不反复多次分段进行耐压试验查找故障部位)，又拆开进行局部清理，既增加了工作量，又影响了工期。
密封性是GIS绝缘的关键，SF6气体泄漏会造成GIS致命的故障。因此密封性检查应贯穿于整个安装过程的始终。具体的控制措施有：(1)组装时必须更换新的密封圈，并使用符合产品技术规范要求的清洁剂、润滑剂、密封脂等材料。(2)在涂密封脂时应避免其流入密封圈的内侧，因为有的密封脂含有二氧化硅的成分，sF6设备运行后所产生的氢氟酸(HF)会将其腐蚀而使GIS内部的杂质含量增加，这对GIS设备的安全运行是很不利的。(3)在进行各密封部位连接法兰的紧固时应使用力矩扳手，使其受力均匀保证密封效果。
除上述两个质量控制关键点外，真空度的要求是安装过程中的第三个关键点，是控制SF6含水量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也可减少罐内其他物体(绝缘体、密封体)内所含的水分，一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa，再继续抽真空30min后停止抽真空，12小时后再测量真空度，两个数字进行比较以确证密封性能良好。水分对于GIS运行的影响关键在于：如果没有将SF6气体控制在零度以下，则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露，所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物，从而导致绝缘材料沿面和金属表面劣化。
3、结语
由于GIS的结构特点(封闭式密封结构)决定了安装过程本身就是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段，因此，在组装中抓好质量关键点的控制是确保GIS正常、健康运行的重要手段，否则不但有可能要返工、误工，造成人力、财力的浪费，甚至给GIS的安全运行留下隐患。本文从GIS安装前、安装过程中及安装试验三个方面着重阐述了GIS电气设备安装过程对质量构成影响的几个条件和危害性，提出了变电一次设备维护人员在把关GIS电气设备组装及试验时应注意控制、监督的关键点。通过经验总结旨在帮助指导检修人员在今后新建变电站GIS设备组装施工过程中能实行全过程管理，不留死角，不留隐患，对其安装关键点做到心中有数，为投运后设备的稳定运行把好重要的一关。
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