特高压变电站1 000 kV GIS的安装及质量控制

刘希峰，安 滨，曲文韬，陈仁刚

(国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118)

特高压变电站1 000 kV GIS的安装及质量控制

刘希峰，安 滨，曲文韬，陈仁刚

(国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118)

针对某变电站1 000 kV GIS的安装特点，采取了技术准备、设备验收控制、基础检查与画线、安装环境及质量控制等措施进行了施工安装。安装完成后的交流耐压试验和局放试验均合格，证明了该次变电站GIS安装的质量控制的有效性。

特高压变电站；SF6全封闭组合电器；安装；质量控制

0 概述

某变电站是山东省第1座1 000 kV特高压变电站。该变电站采用1 000 kV SF6全封闭组合电器(GIS)，其生产厂商为新东北电气集团高压开关有限公司。变电站工程1期新建1 000 kV出线2回(北京东1、北京东2)，主变进线2回；2期扩建部分为出线4回(石家庄1、石家庄2、潍坊1、潍坊2)，2期合并施工，采用一个半断路器接线，组成2个完整串，4个不完整串。1 000 kV GIS区域安装14个断路器间隔，呈“一”字型排列于大板基础面。在布置图上从左向右排列1—14间隔，其中二断口断路器8台，四断口断路器4台。Ⅰ母线、Ⅱ母线并排布置在串内主设备一侧，Ⅰ母线、Ⅱ母线A相设置电磁式电压互感器。

该变电站1 000 kV GIS安装存在以下特点。

(1) 电压等级高。此次为1 000 kV GIS首次在山东电网使用，安装过程中缺少相应的技术和人才储备。

(2) 环境要求比较严格。1 000 kV GIS现场安装必须在无风、无尘的环境下进行。安装现场粒径0.5 μm以上的尘埃数量必须不大于3.5×107个/m3，而现场电气、土建单位交叉施工，扬尘大，给环境管控带来很大挑战。在GIS安装过程中，只要有1个气室灰尘处理不彻底，都有可能在耐压实试验过程中造成击穿。

(3) 安装精度要求高。GIS主母线长度为367 m，安装过程需要精确定位，反复测量，保证GIS安装后轴线偏差符合要求。由于所有GIS为积木式刚性结构连接，可调余度较小，相邻预埋件高度差不能超过2 mm，基础不平整度误差不能超过5 mm。若基础沉降控制不符合有关要求，就可能导致设备运行后在对接处发生漏气。

(4) 安装周期长。该变电站1 000 kV GIS安装周期为9个月，整个GIS由1 153个单元组成，对接面多，需要合理安排施工工期，保证施工进度。

1 变电站1 000 kV GIS安装的技术准备

(1) 安排人员到已安装1 000 kV GIS的单位学习，积累经验。组织相关人员认真学习《国家电网公司输变电工程标准工艺》中的GIS典型施工方法，做好知识储备。

(2) 安排有关人员到GIS厂家(新东北电气集团高压开关有限公司)学习，熟悉GIS 特性。

(3) 技术人员和施工人员认真审核施工图纸及出厂资料，特别是组织吊装人员熟悉图纸，了解施工组织措施的内容，进行安全和技术交底，牢记有关内容。

(4) GIS设备抵达现场后，应选择较为平整的场地，按类别进行堆放。结合公司程序文件，根据施工图纸组织人员认真进行设备安装前的各项检查工作。

(5) GIS安装前，必须对全体参建人员进行技术、质量、安全3级交底，召开生产会议，向各相关人员讲解吊装方案，明确吊装过程中需要注意的事项和遇到特殊问题的处理方法，并进行科学有序的人力资源分工，做到分工明确、责任到人。

2 GIS设备验收

安排技术骨干与设备监造人员一起赴新东北电气集团高压开关有限公司进行监造。全程监督厂家各项试验，加强对设备试组装、试运行的检查;注意开关动静触头的插入深度是否合适，避免因不合适而导致要在现场进行处理和更换的情况，为现场安装创造良好条件。

GIS设备到达现场后，工程建设管理单位、监理、物资公司和生产厂等要进行联合验收，根据定货和交货文件检查交货设备的完整性和正确性。主要检查以下项目：

(1) 结构是否符合要求；

(2) 金属表面的油漆和防锈层、颜色及质量是否符合要求；

(3) 检查标牌上的文字和数据是否正确；

(4) 对照装箱单仔细核对设备的附件、备用零部件、安装用品、专用工具是否齐全，是否存在损伤、变形和锈蚀等现象；

(5) 瓷套管包装箱有无变形、破损等现象；

(6) 出厂证件及有关图纸、资料和文件是否完整齐全；

（7）检查振动记录仪指示情况，对重点单元带有的运输振动记录仪的记录情况进行检查。现场检查三维冲击加速度不大于3 g(g为重力加速度)为正常，如超过3 g或冲击监测装置异常时，应分析原因，确定检查方案并最终得出检查分析结论。

3 GIS安装的基础检查与画线

3.1 基础检查

GIS的安装对整套设备基础面的水平度和连接元件之间相对位置的精确度要求很高，在GIS安装之前必须进行基础检查工作，基础检查应符合交接验收的标准。用水平仪测量预埋件的不平整度时，在每处预埋件位置上取点(每个预埋件最少选取2点)进行测量，将测量结果直接标记在预埋件上，并将预埋件不平整度形成测量报告，以备在断路器就位时使用。测量的依据如下：相邻预埋件高度差不大于2 mm；全部埋件误差小于5 mm；基础不平整度误差为5 mm。这是保证GIS安装后SF6气体不泄漏的重要安装控制点。

在实际安装过程中，相邻预埋件高度差以及全部埋件误差均控制在合格范围内。对实际安装中的相邻预埋件高度差和全部埋件误差测量数据的特征量(最大值、最小值、均值和标准差)进行统计，如表1所示。

表1 实际安装中的相邻预埋件和全部埋件高度差 mm

由表1可见，相邻预埋件高度差最大值为2.0 mm，最小值为0，均值为0.75 mm；全部埋件高度差的绝对值最大为4.5 mm，最小为1 mm，均值为2.84 mm，标准差为2.93 mm。

为直观展示，部分预埋件误差的频率直方图如图1所示。由图1可看出误差集中在2.5—3.5 mm。

由表1和图1可以看出，相邻预埋件高度差均控制在2 mm以内；全部埋件误差都控制在5 mm以内，根据安装记录误差集中在2.5—3.5 mm；基础不平整度误差都控制在5 mm以内，根据安装记录显示误差集中在3—4 mm。

图1 预埋件高度误差频率直方图

3.2 画线

画线的目的就是确定设备在基础上的安装位置，具体方法是：

(1) 在GIS安装基础上画出以第1间隔B相断路器的横向中心线为X轴，以隔离开关纵向中心线为Y轴的平面坐标，如图2所示。

图2 平面坐标位置的确定

(2) 根据图纸标明的尺寸画出每个设备对应的Y1，Y2，Y3等轴线，根据图纸标明的尺寸画出每个设备对应的X1，X2，X3等轴线，如图3所示。

在画线的过程中，每移动1次测量仪器，测量误差则叠加1次，其测量的准确度则下降1次，因此画线应尽量一次性完成。

图3 确定设备安装位置的画线方法

4 GIS安装的环境控制

能否保证GIS安装现场的清洁度对于GIS安装来说是最为重要的。该变电站GIS安装高峰时间刚好处于秋冬季节，因此，做好现场防风沙、防尘措施是非常必要的。

现场采用2级防尘措施对安装场地进行防尘。其中，1级防尘为在大板基础外采用密目网或防尘围栏进行防尘，2级防尘采用移动式装配厂房及防尘棚进行防尘。

1级防尘与2级防尘之间的地面采用定时洒水或在地面铺设密目网的方法防止地面扬尘，如图4所示。主板块上的设备(串内设备和主母线)采用在移动式装配厂房内安装的方式，并在移动厂房内的局部对接面采用防尘棚进行防尘。分支母线的对接面清理采用防尘棚进行防尘。

4.1 第1级防尘网安装

为了防止较大外界异物进入施工区域，将工作区域与非工作区域隔离，在距离1 000 kV基础大板块约15—20 m处布置一圈防尘墙。防尘墙的护墙龙骨采用脚手架钢管，每3 m左右埋设1根，并安装4根横向钢管；同时配置2 m左右的斜撑，并视情况在其内或外侧埋设1根脚手架钢管，用于对斜撑的加固，起到防风稳定的作用。

图4 1，2级防尘措施之间的地面防尘措施

4.2 移动式装配车间

1 000 kV GIS总体布置采用串内“一”字型排列在整体板块上面，串内设备与母线分开布置的方式。串内设备高位中心距离地面2 700 mm；串内低位母线中心距离地面1 100 mm，相间距为3 700 mm。主母线低位布置，中心距离地面1 100 mm，相间距为1 600 mm。

移动装配车间整体框架全跨主设备和主母线，轨道铺设在设备两侧，使用其内置的龙门吊实现主设备和母线的安装。

(1) 移动装配车间轨基要求。基准轨基安装在控制柜中心线延长线上，距串内主设备中心4 900 mm。另一条轨基与基准轨基跨度为26 500 mm，如图5所示。

轨道采用预埋地脚螺栓压紧固定的方式，轨道基础的安装板块高度低于基础板块350 mm，以便于移动式装配车间使用完毕后拆除轨道进行水泥浇注回填。

图5 轨基安装位置

(2) 内部配置设施。移动装配车间内跨接2根吊车主梁，每根主梁承重20 t。其中，用于串内设备安装的主梁上，安装10 t电动葫芦1个；用于主母线安装的主梁上，安装10 t电动葫芦2个。主梁和电动葫芦均具有高速和低速2种运动模式，以实现GIS的平稳、精细对接。GIS吊装点均在移动式装配车间吊车运行范围内，2根主梁在车间内存在重叠的工作区域。为防止2根主梁碰撞，在大梁上安装了距离感应闭锁装置，确保2根大梁的最小距离为3 000 mm，吊车布置方式如图6所示。

图6 吊车布置方式

(3) 安装环境要求。开展安装工作前，检查车间密封并开启车间环境控制设备，1 h后使用专业仪器测量车间内部环境。在检测结果达到安装要求时，才能开展GIS清理、检查、装配工作。每日环境检查记录项目如下：

① 防雨、防水、防风功能是否良好，密封性能是否符合安装要求；

② 防尘级别是否达到百万级(粒径0.5 μm以上的尘埃数量不大于3.5×107个/m3)；

③ 温度控制范围是否在20 ℃±8 ℃；

④ 相对湿度是否不大于70 %；

⑤ 照度管理值是否大于300 lx。

按照以上检查项目，每日早中晚检查记录3次，使防尘级别成功达到百万级。对历次尘埃检查记录进行统计，结果如表2所示；尘埃数量频率直方图如图7所示。从表2和图7可见，粒径在0.5 μm以上的尘埃为2.5×107—3.3×107个/m3，平均值小于3×107个/m3。尘埃指标均满足规定要求，为1 000 kV GIS成功通过耐压试验提供了有力保证。

表2 尘埃检查记录统计 个/m3

图7 尘埃数量频率直方图

5 GIS安装的质量控制

GIS应严格按照单元组件编号进行装配，不得随意混装，单元组件的安装位置和相序需经厂家代表现场确认无误。施工过程中，如遇到雨天应及时封闭相应气室并回充高纯度氮气，以免设备受潮，影响产品性能。

所有法兰面对接时均应使用导向棒，以保证法兰面对接不错位。为保证对罐内进行完整的检查及清理工作，要求用强光手电筒检查气室内所有盆式绝缘子。用酒精、丙酮、吸尘器清理盆式绝缘子及罐体，确保不留死角。

全面、细致检查导体表面的光洁度，表面发生氧化的部分应用白布抛光处理；若表面有毛刺或尖角要用细砂纸打磨、抛光；检查导体两端镀银层是否有起泡、脱落现象。

密封面的处理：对接法兰时应注意检查密封面、密封槽座及槽内外侧，特别注意密封圈部位是否有划痕、磕碰痕迹，表面是否光滑。

GIS筒体内部清洁应全面、彻底，不允许有任何灰尘及金属粉末存在。因紧固和松开螺栓时可能会产生金属异物，而这些杂质落入筒体内部将十分危险，所以在安装或拆卸罐体内部螺栓时，要特别小心，作业完成后应用吸尘器仔细清理干净。

必须使用厂家提供的或符合制造厂技术规定的清洁剂、润滑剂、密封脂、擦拭材料。所有螺栓的紧固均应使用力矩扳手，其力矩值应符合产品技术规定，紧固好后做好标记，防止漏紧。

6 结束语

交流耐压试验是检验GIS安装效果的关键性试验, 其目的在于检查GIS的整体绝缘性能。在耐压试验过程中，应同时进行局放测量。经国网山东电科院共分4次对该变电站1 000 kV GIS进行耐压试验，均未发生击穿放电现象；局放测量也正常，表明了此次变电站1 000 kV GIS安装采取的质量控制措施是有效的。

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7 张 浩，刘学东，吴建强，等．GIS设备现场安装作业质量控制要点及注意事项[J]．电力安全技术，2011，13(2): 61-63．

国网辽宁省电力公司葫芦岛供电公司严防山火确保线路安全

3月29日，国网辽宁省电力公司葫芦岛供电公司结合工作实际，有针对性地加强春季防山火工作，确保线路设备安全运行。

该公司加强与地方政府及林业、消防等部门沟通联系，实时掌控防山火工作情况；组织多支防山火宣传小分队深入村屯集市、田间地头、学校等人员密集场所，利用各村委会广播站、村头超市、集市等渠道，开展电力设施保护和安全用电常识宣传，发放宣传防山火保线路宣传单、护线联系卡；在重要线路、区域设置防山火警示牌，张贴安全宣传标语，教育和制止各种危害电力设施行为，提高群众防火意识。同时，该公司建立了群众护线员、沿线供电所、乡镇林业站、蓝天救援队4张防山火安全信息网，确保在线路附近发生山火时能够及时获取火情信息。

（来源：国家电网报 2017-04-05）

2016-05-11；

2016-12-30。

刘希峰(1974—)，男，助理工程师，主要从事电力生产管理工作，email：903645904@qq.com。

安 滨(1990—)，男，助理工程师，主要从事特高压变电站的相关工作。

曲文韬(1982—)，男，高级工程师，主要从事特高压变电站的相关工作。

陈仁刚(1984—)，男，工程师，主要从事特高压变电站的相关工作。