220 kV變電站施工中GIS設備的安裝調試

陳敏強

摘 要： 本文主要針對220kV變電站中GIS設備的應用與安裝進行研究，首先介紹GIS設備的基本構成和基本特征。自此基礎上指出GIS設備安裝調試要點。

關鍵詞： GIS設備；安裝調試；變電站

社會發展城市化進程加快以及生活水平的提高，電力資源需求提高導致電力供應壓力進一步提高。變電站等基礎電力設施的安裝、調試與建設也成為當前電力行業發展重點，其建設質量直接決定了電力供應可靠性。面對傳統變電站占地面積大、資源浪費問題突出的情況，引入GIS設備提高變電站設備裝配緊密性，最大限度的降低變電站占地面積具有重要意義。而且在變電站使用GIS設備，還能夠提高變電站設備適應性、運行安全性與穩定性。GIS設備自身使用壽命較長，而且故障率較低，在電網建設以及變電站建設中具有廣闊應用前景。

1.GIS設備概述

1.1GIS設備組成

圖1 GIS設備結構圖

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）屬于一種新型高壓電氣設備，又被稱作是氣體絕緣全封閉組合電器。如圖所示，由斷路器、互感器、避雷器、接地開關、隔離開關以及連接件等基本電器元件組成，將電器元件組合封裝在金屬接地外殼中，在封裝器內部沖加SF6絕緣氣體，所以GIS設備往往又被稱作SF6全封閉組合電器。GIS設備的可靠性更高，和常規電氣設備相比故障率降低了60%-80%，這樣大大降低了其維護工作量。由于GIS設備本身的特點也導致其具有自身缺點，比如SF6氣體泄漏、絕緣子老化以及水分滲入等問題均可能導致GIS閃絡故障問題。另外GIS還屬于全密封結構，這也直接導致其檢修更加困難，檢修耗費的時間以及資源增加，檢修過程也為用戶用電造成直接影響。

2.GIS設備特性分析

2.1小型化結構

GIS設備是在傳統設備改革基礎上得到的，將大量電子元器件進行聯結結成，并封裝在一個密閉盒子中。大量元器件的聯結集成降低了GIS設備占據的空間。就該裝置而言，體積相對較小，而且占地面積小，這樣大大節約了資源，也降低了變電站對土地資源的過度需求。

2.2安全性及可靠性

GIS設備中的所有元器件均封裝在充滿SF6保護氣的金屬殼中，使得GIS設備具有良好的絕緣性以及斷路器滅弧能力。這樣對檢修人員檢修工作的進行提供了重要保障，而且GIS低故障率的特征，也極大降低了工作人員的工作量。

2.3良好的環境耐受力

傳統變電站電氣設備會受到環境以及天氣等因素的影響，尤其是設備運行期間受到影響可能直接出現故障。而GIS設備將元器件集成封裝在金屬殼中之后，將電器設備和外界環境隔離開來，并利用SF6保護氣進行保護，提高其環境耐受力。

2.4安裝周期短

在GIS設備的生產過程中就完成二次電纜的配置調試，將客戶需求的各電器元件進行組合封裝集成，在沖入SF6氣體之后需要對整個設備含水量以及密封性進行實驗，保證其滿足生產配置需求，完成所有質量標準檢測實驗合格之后，以整機的狀態出廠。在施工現場得到GIS設備之后，工作人員可以直接進行間隔對接，需要極少的工作人員即可實現，而且需要的時間較少，提高施工周期可控性。

3.220 kV變電站施工中GIS設備的安裝調試

3.1安裝前的準備工作

（1）首先在進行GIS設備安裝之前，必須詳細了解GIS設備的詳細情況以及施工現場的施工條件。即對GIS設備的設計圖紙、技術資料等詳細GIS設備信息進行了解，在此基礎上明確施工要求以及質量標準。另外還需要勘查施工現場的環境和條件，最終確定GIS設備的安裝標準以及質量等級。

（2）在第一步準備工作的基礎上進行總結形成符合實際工程實施的作業指導。在其中細化施工設備、工藝、質量等要素，這些要素要保證科學性和準確性。在實際施工中，需要按照作業指導書中的詳細要求展開施工，完成設備安裝工作。

（3）GIS設備和傳統設備相比還具有一定特殊性，在安裝中除需要傳統起吊設備之外，還往往涉及到烘干設備、真空泵以及SF6回收設備等，在這些設備使用之前必須進行調試，確保設備能夠穩定運行，從而能夠保證GIS設備的正常安裝。

（4）安裝之前委派專人開展技術考察工作，確保制定了詳細并且具有可行性的施工方案，對于安裝質量檢測以及調試校準人員進行資格審查，為后期安裝調試工作奠定基礎。

3.2安裝要點

3.2.1安裝環境控制

GIS設備安裝中，設備封裝金屬殼內部的粉塵等雜質以及水分會直接影響設備的運行。在以往實踐中也發現因為這些因素影響導致設備故障問題頻出，而且安裝環境復雜多樣也進一步對安裝提出更高的要求。因此在進行GIS設備安裝中必須考慮施工環境，包括天氣、水文等因素。盡可能選擇晴天進行安裝調試，另外盡可能選擇無風沙天氣，空氣濕度也應該低于80%，避免水分影響；風速條件也盡可能控制，二級風以下適宜安裝。對于施工安裝現場情況進行實時監控，但出現不能滿足GIS設備安裝的條件時，需要進行處理，可以暫停施工或者通過有效手段進行治理。比如濕度和溫度不達標的情況，可以通過人工抽濕、使用設備加熱等方式來降濕增溫，最終滿足GIS設備安裝條件要求。在安裝中為有效防止粉塵等雜質對設備可能產生的影響，首先需要保證安裝中現場清潔，同時安裝人員必須按照相關標準來穿戴統一工作服、工作帽，防止頭發等異物進入其中。在進行GIS設備SF6氣室安裝中，為保證安裝質量，還必須要保證一次安裝成功。

3.2.2科學選擇GIS設備氣室干燥物質

為保證GIS設備的穩定運行和使用，往往在設備中進入干燥劑。目前最常用的是粉末狀的絕緣性4A型干燥劑，這種干燥劑不僅僅具有良好吸水性，而且耐熱性極好，具有較強抵抗電弧沖擊的能力。在4A型干燥劑使用過程中，首先進行干燥處理，干燥處理之后取出立即使用，保證在15min之內完成干燥劑封裝工作。封裝完只會對氣室的濕度、氣壓等基本參數進行測量記錄，為后期GIS設備檢修維護提供參考參數。

3.3氣室抽真空

完成GIS設備氣室安裝之后，需要利用抽真空的方法對設備進行抽真空處理。在抽真空過程中必須按照要求以及工作規范進行操作，避免停電泵油回流故障。

GIS氣室抽真空過程中首先檢查抽真空設備，保證其能正常運行，滿足抽真空要求。然后注意操作流程，尤其工作結束后先關閉開關再關閉真空泵。對于氣室壓力情況進行實時監測，抽真空過程中保證氣室壓力小于133Pa后繼續抽真空30min，然后進行抽真空質量效果檢測。在5h內氣壓保持在67Pa以下則合格可以完成下一步安裝工作。使用SF6氣體來對設備進行最終封裝填充。

4GIS設備的調試

（1）首先進行電路電阻檢測，采用直流降壓法將電流注入被測回路。首先必須保證各相電流相同，然后需要對電流值進行分析，保證電流值滿足GIS設備使用條件要求，這一過程必須按照檢測標準進行。

（2）對于開關部的絕緣情況進行檢查，保證其能滿足使用標準。對于測試開關的相關操作元件也需要進行檢測調試，保證其使用功能良好。在檢測與調試中必須關注各部件之間的連鎖反應，并進行分析保證其指令應答性能靈活。

（3）GIS調試檢測中耐壓實驗十分重要，是檢測設備質量的重要指標，衡量GIS設備長期運行下的穩定系數，通過耐壓測試能夠發展設備潛在損傷問題，有效規避或處理各項事故。在耐壓測試中，只有保證測試過程中不出現擊穿情況或者閃絡情況，才能保證GIS設備合格，符合要求。

結語

GIS設備的出現與發展，由于其優越性在變電站中得到有效應用，對于其安裝要求以及安裝質量提出來更高要求。在進行安裝過程中必須對安裝人員進行培訓，明確安裝要點，在安裝之后進行檢測和調試，保證設備可以很好應用，進而保證220kV變電站運行的安全性與穩定性。

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