浅谈电力GIS设备的安装与调试

徐辉

摘要：文章从GIS 现场安装、调试的角度分析了其中一些关键的施工工艺和质量控制点，只要严把现场安装工艺关，确保各个环节均严格按照规程和作业指导书进线，才能从源头上保障GIS 安全顺利地投入运行。

关键词：电力系统；GIS设备；安装；调试；质量控制

1 前言

随着经济的发展，电力用户对供电可靠性的要求日益提高。同时，新型变电所综合自动化系统也对变电所一次设备的机械、电气性能提出更高的要求。因此，更多先进的电气设备得以在变电所应用，其中气体绝缘金属封闭开关设备众多优点而越来越得到广泛的应用，因此气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的现场安装调试日益成为变电所安装中的中心环节。

2 GIS 设备的安装

GIS(气体绝缘组合电器)是将变电站内除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等组合为一个整体，它占地面积小，必将成为高压变电站的首选设备，但其对施工工艺的各个方面要求极为严格，每一项都必须认真细致进行任何一个小的疏忽，都有可能造成严重的后果。

2.1安装前的准备

(1)土建工作必须全部结束；对于室外安装的设备，除做好防尘、防潮措施外，户外安装时应搭设工作帐篷。对于室内安装的设备楼房的地面、天花、墙面、门窗应全部完善附属设施如行车、照明、通风等也要具备。(2)GIS 设备安装前土建和电气专业必须进行交接验收工作。(3)GIS 设备安装前厂家应提供安装作业指导书并由运行单位审核批准后实施，施工材料应准备充足。

GIS 采用户外布置，方便了吊装作业，但防尘措施成为施工的关键，除采用防尘室、向防尘室内充入干燥空气外，还应在安装连接法兰处套上防尘套，施工人员穿着也应采取防尘、除尘措施。

2.2安装的质量控制

(1)法兰螺栓的紧固问题。安装单位对螺栓紧固时必须按力矩值使用力矩扳手。对于竖直安装的盆式绝缘子，紧固螺栓时应遵循左、右、上、下再有顺序地中心对称紧固的原则。

(2)温度补偿型伸缩节的调整问题。温度补偿型伸缩节主要用于吸收因热胀冷缩振动或其它外力作用而引起的管道和设备的小量位移。有时GIS 设备安装时为平衡，但因安装基础不平或安装孔距超差造成的误差需调整伸缩节，但伸缩节的调整范围是有规定的，如某厂规定110kV GIS设备所用波纹管调整量：轴向±20mm，径向±5mm；220kV GIS设备所用波纹管调整量：6KBC389033G2 轴向±10mm，径向±5mm。如果伸缩节在调整过程中不注意尺寸的变化将使伸缩节受拉或受压变形而失去作用，因此在安装过程中尽可能不调整伸缩节。

(3)断路器油压闭锁问题。GIS 设备断路器的操作机构许多采用液压弹簧机构。测量操作机构的主要参数，必须在现场进行逐项测试。这里要重点说明重合闸闭锁油压回路。由于设计单位考虑的欠缺，设计时往往将重合闸闭锁油压和合闸闭锁油压回路合并考虑。实际上，重合闸闭锁油压只用于重合闸回路闭锁，闭锁值能够保证断路器进行一次O- C- O 操作；合闸闭锁油压则用于断路器合闸回路闭锁，闭锁值能够保证断路器进行一次C- O 操作，因此重合闸闭锁油压值与合闸闭锁油压值比较多了一次分闸操作相应油压会降低更多因此两回路不能合并，否则当开关重合于永久故障而液压下降较多时会闭锁分闸回路造成断路器拒分使事故扩大。

为保证重合闸闭锁油压值只能反映断路器动作前的状态，重合闸闭锁接点应用在重合闸回路中时必须有延时功能以躲开开关动作时油压回路的降低以满足开关动作及重合闸完成正常操作，设计可以通过启动装置操作箱内中间继电器的延时接点来实现延时功能。

(4)主回路电阻测量标准问题。主回路电阻测量作为主要的试验项目能够及时发现GIS 设备主回路接触不良的问题，避免设备由于接触不良造成发热及电弧放电而损坏。规程要求主回路电阻测量采用不低于100A 直流压降法，测得的电阻不应超过112Ru(Ru 是型式试验时测得的相应电阻)，并做三相不平衡度比较。建设单位在签订设备技术协议时应要求厂家出厂时的主回路电阻测量试验必须按照现场的方法再做一遍，这样使现场试验数据具有可比性。或要求厂家按照现场试验方法计算出主回路电阻值来作为参考值。

(5)工频耐压试验值的确定问题。有些厂家只是在做型式试验时断口间工频耐压试验值达到110kV，而出厂试验往往只达到85kV。试验值不满足设备技术协议要求，断路器在设备停电时可能会出现击穿事故。如果厂家在出厂时工频耐压值只达到5V，现8k 场就必须按照110kV的80%即88kV来作为现场工频耐压试验值的最高标准值。试验前应注意相关的外购元件如套管等的耐压水平是否可以满足要求再制订相关的试验方案。试验时避雷器、电压互感器、电缆终端应隔开，CT 回路应短接。

2.3安装过程中应注意的问题

(1)应根据现场情况，作好现场监督以确保土建图纸和电气安装图纸的一致性。(2)GIS 设备间隔的基础的水平程度应作严格要求，这上面的偏差直接影响了各个间隔间的联结准确性和密闭性。(3)地基的浇注方式和质量问题应引起重视，因为这直接决定了基础间是否会产生不均匀沉降，即关系到以后GIS 设备联结处的完整性。(4)起吊时，要注意起吊位置和选用合适的吊绳。(5)安装时，要和厂家技术人员密切配合，不能盲目和野蛮施工。(6)整个安装过程，都应注意防潮、防尘工作，在安装和拆卸罐体的内部螺栓时，要特别小心，不要让紧固和松开螺栓时可能产生的金属粉末等异物落入罐内，如落入，就要作好吸尘和清理工作。

3 GIS设备的调试工作

3.1 一次回路直流电阻试验

为了检验GIS 内导体的连接头安装是否正确，各个连接部分接触是否良好，能否满足额定的载流要求。所以在GIS 安装结束后，需要进行一次回路直流电阻试验，以便尽早发现并解决问题。

采用直流压降法测量，电流为100 A，误差为±3%。测量时应注意接线方式带来的误差，电压测量线应在电流输出线的内侧。根据出厂试验报告所提供的各种模块直流电阻值，按实际测量范围所包含模块类型的数量累加。现场测量的数据应与实际累加值比较，不应超过产品技术条件规定值的1.2倍。

3.2 SF6气体密度继电器校验及气密性试验

校验SF6气体密度继电器的接点接触是否良好；接点与压力的关系。检查设备气室的接头、阀门、表计、法兰面接口等部位的密封性，发现安装工艺或密封材料所存在的问题，需要用HALOTECK检漏仪对安装完毕的GIS进行定性检漏试验。

设备充气后，将检漏仪探头沿着设备各连接口表面缓慢移动，根据仪器读数或其声光报警信号判断接口的气体泄露情况。对气路管道的各连接处必须细致检查，一般探头的移动速度在10 mm/s左右为宜。GIS安装过程中或安装结束后，对每个有密封件的地方进行两次定性检查。

3.3 微水含量测量

为保证SF6气体的纯度和绝缘特性，必须对SF6气体的质量作相应的检测。需要用微水检漏仪DP19对各气室进行SF6气体微水含量的测量。我国电力行业标准DL/T 596-1996中对微水含量规定如下：(1)断路器灭弧室气室：新装及大修后不大于150μL/L，运行中不大于300μL/L；(2)其他气室：新装及大修后不大于250μL/L，运行中不大于500μL/L；每个气室充至额定标称压力24 h后进行测量，并可根据环境湿度、气室压力折算成μL/L(注：μL/L均为体积比)。

3.4 接地检查及PT、CT特性试验

根据一次接地图纸检查GIS接地位置是否正确，接地是否良好。电流互感器(CT)和电压互感器(PT)的变比、极性应与标称参数一致；CT伏安特性应与出厂报告无明显差别。

3.5 避雷器检查

GIS 避雷器与常规避雷器在结构上存在较大的差别，加之现场条件限制，无法进行常规性能试验，因此避雷器内部在现场不需要进行任何处理，只需将它整体安装到GIS 上即可。为了了解避雷器在运输过程中是否损坏，厂家在避雷器上安装了震荡/ 撞击指示器，如果指示器动作，则整个避雷器返厂检查。

3.6 断路器特性试验和隔离开关、接地开关操作试验

断路器的特性试验须符合下面的要求：(1)采用500 V 兆欧表，测量辅助回路和控制回路的绝缘电阻，绝缘值不低于2 MΩ。(2)ABB公司断路器动作时间技术规定如下：合闸时间小于65 ms，合闸不同期小于或等于3 ms；分闸时间小于35 ms，分闸不同期小于或等于3 ms。(3)断路器操动机构合闸操作试验电压范围为：(85%～ 110%)Un；断路器操动机构分闸操作试验在其线圈端钮处测得的电压大于额定值的65%，当此电压小于额定值的30% 时不应分闸。(4)断路器防跳功能要正确。

零压器马达储能时间：小于60 ms；隔离开关动作时马达电流：合分闸时约1.3 A；快速接地刀闸动作时马达电流：合分闸时约1.5 A。检查所有操作机构的机械及电气性能，并且一次储能结束后完成O- C- O操作。

4 结语

要控制好变电站电气设备安装工程的质量，先要做好GIS设备安装前的准备工作，然后，必须重点加强现场安装过程中的规范管理工作，强化施工人员的质量控制意识，加强GIS 设备在生产及安装各环节的管理。这样才能真正保证设备的安装质量和安全运行。