淺談SF6封閉式組合電器的特點及安裝

李 強

（國網山東省電力公司 經濟技術研究院，山東 濟南250000）

SF6封閉式組合電器即GIS。是由英文Gas Insulated Switchgear的縮寫，意思是“氣體絕緣開關”，顧名思義是以氣體為絕緣介質的開關設備。GIS的中文意思也可以稱為“高壓全封閉組合電器”。它將一座變電站中除變壓器以外的一切設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、CT、PT、母線、避雷器進出線套管等，經優化設計有機地組合成一個整體。GIS有效地縮小占地面積，元件全部密封不受環境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等優點，已經成為現代高壓電器發展的主流。GIS實現了小型化，模塊化，絕緣不受外界影響；對周圍不產生電磁場，雜音和無線電干擾，合乎環保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置靈活，安裝周期短，維護方便和檢修周期長等優點的開關裝置。GIS的安裝與調試作為GIS質量控制中的重要一環,其安裝質量的好壞直接影響到GIS日后的運行質量與安全。下面就談談自己對SF6封閉式組合電器安裝的膚淺看法。

1 SF6封閉式組合電器特點及應用

GIS組合電器采用絕緣性能卓越的六氟化硫氣體做絕緣和滅弧介質，所以能大幅度縮小變電站的體積，實現小型化結構。GIS具有可靠性高、安全性好，杜絕對外部的不利影響。隔離開關和接地開關設置有特殊的結構，保證隔離開關有很高的開合母線轉換電流能力，接地開關有優良的開斷感應電流的能力。

1.1 GIS組合電器的重要性

GIS組合電器設備的所有帶電部分都被金屬外殼所包圍，它是用鋁合金、不銹鋼、無磁鑄鋼的材料組成。外殼用銅母線接地，內部充有一定壓力的SF6氣體。GIS組合電器設備的高度集成化、緊湊性，在現場安裝中任何的疏忽都將留下其運行中存在的隱患，嚴重的將造成設備和電網事故。其絕緣性能、滅弧性能都比空氣要好得多。GIS設備的電場結構是用同軸圓柱體間隙，故為稍不均勻電場，而常規變電站則是棒-板組成的不均勻電場。由于GIS的間隔設備操作全部使用電氣化，并能實現微機遙控操作，大大簡化了變電運行操作程序，減輕了運行人員的工作強度。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。

1.2 GIS組合電器的結構特點

GIS組合電器最大限度地縮小整套配電裝置的占地面積和空間體積，結構十分緊湊，采用積木式結構組合在一起，并全部封閉在金屬外殼內。由于GIS的帶電部分全部密封在SF6氣體中，能消除外部環境因素對設備的影響與干擾，在重污染、高海拔、多鹽霧、多地震地區和高層建筑內部及地下室使用具有常規開關設備無法比擬的優越性。對周圍不產生電磁場，雜音和無線電干擾，合乎環保要求；具有可靠性高，安全性能好，配置靈活，它能夠實現自動控制，操作簡單，可達到少維護或免維護的要求，使用壽命可長達30年。特別適用于沿海、高原、污穢嚴重的地區使用。

1.3 GIS組合電器的應用

隨著經濟的迅猛發展，GIS組合電器的使用量每年大約按15%的速度增加。一般用于由于場地大小限制，無法安裝敞開式斷路器和刀閘、地刀的變電站，因為封閉組合電器占地面積比同樣的敞開式斷路器和刀閘、地刀要小很多，但是費用要更高，所以一般用于面積受限的變電站，可用于濕熱、污穢、高寒地區等嚴酷環境條件，符合小型化、自動化的要求。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。

2 SF6封閉式組合電器的安裝

在安裝SF6封閉式組合電器時，必須選派施工經驗豐富、責任心強，有高水平技術的人員進行工作，準備好安裝設備，在塵土較大的環境下，要準備防塵帳棚。安裝過程中要注意三大要素，即：清潔度、密封性和真空度。SF6封閉式組合電器的結構特點決定了安裝過程的GIS的運行質量。

2.1 基礎預埋

根據設計圖，廠家施工圖紙對基礎水平進行測量和位置確認，并確認GIS接地線的位置及其長度。預埋件及預留孔符合設計要求，預埋件牢固。GIS的載荷條件、留孔及預埋要求均由制造商提供，但基礎的預埋方式是由設計方根據制造商提供的基本資料來確定的。混凝土基礎及構支架達到允許安裝的強度和剛度，設備支架焊接質量符合要求。常用的基礎預埋件有槽鋼和螺栓兩類。其中預埋螺栓的施工較簡單，但調節性差，如果螺栓遇到樓板鋼筋，則需要調整螺栓位置，并在需要與之連接固定的設備支架上重新開孔，然后對開孔進行防銹處理。而預埋槽鋼則不存在上述問題，因此應用較多。

2.2 間隔就位、鏈接母線

SF6封閉式組合電器對水分和雜質特別敏感，安裝現場的環境要求嚴格控制。由于GIS安裝時需要打開氣室，所以安裝必須在晴朗天氣下進行，空氣濕度小于80%，氣室打開后必須連續進行安裝到真空處理。如果在戶外安裝，控制風速小于3級，必要時在打開氣室的局部范圍內設置遮蔽措施，安全區域必須控制揚塵。施工人員頭發必須包裹在帽子中，佩戴口罩。采取降溫措施，防止安裝人員汗水進入氣室內部。PT間隔就是安裝與母線連接的電壓互感器的間隔。PT間隔操作母線PT與母線避雷器等設備的運行，為二次設備提供母線電壓。母聯間隔是由各段母線連接時需要母聯來實現的，母聯就是實現各段母線的連接和斷開的開關。

2.3 操動機構的安裝

操動機構固定應牢靠，底座或支架與基礎間的墊片不宜超過3片，總厚度不應超過20mm，并與斷路器底座標高相配合，各片間應焊牢固。加熱裝置的絕緣及控制元件的絕緣良好，各種接觸器、繼電器、微動開關、壓力開關和輔助開關的動作應準確可靠，接點應接觸良好，無燒損或銹蝕，分、合閘線圈的鐵芯應動作靈活，無卡阻。

2.4 GIS現場試驗

GIS設備安裝完畢后，在施工現場做試驗，檢驗在安裝過程中是否符合國家規定的安裝規程。首先進行回路電阻測量，在元件調試之前應測量主回路電阻，以檢查主回路中的聯結和觸頭接觸情況，并采用直流壓降法測量，測試電流不小于100A。回路的電阻主要取決于觸頭間的接觸電阻,其大小直接影響通過工作電流時是否產生溫升不合格及通過短路電流時的耐受性能,是反映現場安裝質量的重要依據。其次是絕緣電阻測量，用兆歐表測量絕緣電阻。絕緣電阻不能檢測出局部缺陷。再次，進行耐壓試驗，嚴格檢查總體安裝后的絕緣性能是否完好，驗證是否存在各種隱患導致內部故障，GIS主回路的每一部分都應進行耐壓試驗。選定的試驗程序應使每個部件都至少施加一次試驗電壓。GIS的每一部件均已按選定的試驗程序耐受規定的試驗電壓而無擊穿放電，則認為整個GIS通過試驗。如果發生擊穿放電，可進行重復試驗，如果重復耐壓失敗，須將設備解體，打開放電間隔，仔細檢查絕緣損壞情況，采取必要的修復措施，再進行規定的耐壓試驗。

2.5 GIS漏氣檢驗

設備對接完畢，應立即進行抽真空和充氣工作。在裝配現場用塑料薄膜將殼體上法蘭的連接部位包封起來，用GIS檢漏儀丈量包容區內GIS含量，年漏氣率必須小于1%。

2.6 調試、二次檢驗

認真檢查從控制屏到斷路器、隔離開關等元件操動機構的連線，從控制屏到CT、CVT等元件端子箱的接線。檢查接線端子的松緊程度及端子標記的情況。

總之，隨著城市建設的發展，GIS在變電所的應用會更加廣泛。為確保安裝質量，對安裝場地要求相當潔凈，使用過的密封圈，拆開后都要重新更換，安裝后檢查未發現漏氣現象，才能投入使用，使GIS SF6封閉式組合電器發揮出更大的作用。

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