GIS安装工艺和质量要求

魏 齐

（国网上海市电力公司检修公司，上海 200063）

0 引言

GIS（Gas Insulated Switchgear，气体绝缘全封闭组合电器）具有很多优点，比如结构紧凑、占地面积大大减小，运行噪声小、检修的周期加长等特点，这些特点还非常适用于智能变电站的使用，对于电力系统建设会优先考虑它。因为它符合设备集约化、简约化的要求，但同时也提高了安装质量的要求。现结合上海某变电站的扩建工程，介绍GIS的特点、组装顺序和安装工艺要求。

1 GIS的特点

GIS主要由、断路器、接地开关、电流互感器、电压互感器、母线、连接件和避雷器等部件组成，这些部件都集中安装在GIS气室同体当中。各气室充满了相应额定值的SF6气体，因为SF6具有优越的灭弧性能。GIS特点如下。

（1）现场吊装、安装过程十分简便。

（2）很大程度上节约了设备占用的土地面积。保证了紧凑的结构。在现在繁华的城市当中，此特点尤为重要。

（3）因为它的结构为全封闭，所以雨水、雷电、雨雪等天气因素影响较小。大大减小了设备的事故率，在高寒、湿度大等地区，此特点的优势也能很明显的体现出来。

（4）运行当中的安全性很高，一般不会发生结缘损坏、雷击、火灾、导体放电等事故。

2 GIS的安装程序

2.1 GIS元部件装配前的检查

在运输木质箱拆封后应检查内部零件是否完整，有无破损。对照发货单，检查所签收物品是否齐全，例如导体、消耗品的数量、型号、应齐全；瓷件表面应该没有破损或者裂纹，绝缘件表面不应存在缺口、划痕，甚至是面脱落。接线端子接触面、插接件表面及载流部分应光滑、整洁、没有锈蚀痕迹。如果发现问题，则及时与厂家联系，必要时返厂处理。新到站的气体钢瓶都应经过严格的出厂测试，一并发货的还应该有相应的试验测试的数据报告，每瓶气体还应进行水分测试，并且试验结果合格。

2.2 GIS间隔的基础划线

（1）在本次220 kV扩建工程中，各间隔的基础划线定位使用墨斗定位，按照已设计好的施工图纸，在场地上划出各间隔的间距，方便间隔吊装时的使用。

（2）在地面上划出基础的中心线后。沿各中心线根据间隔的顺序用经纬仪分别测出标高，并且要作好相应记录，作为GIS设备就位的依据。

2.3 GIS安装

2.3.1 GIS间隔的就位和水平度的调整

在本次扩建工程中，各间隔到场前除母线气室外，其他各部分均已拼接到位。所以现场安装就是安装母线气室的法兰面。GIS应该以母线气室为基础进行逐个间隔的安装，如果间隔数量比较多，那么为了减少误差，可选则处于中间位置的间隔作为第1个安装间隔，然后再向两侧延伸；如果间隔比较少，可选择外侧的间隔为第1个开始安装的间隔。间隔就位后，应利用激光对中装置仔细调整水平，因为如果对中不正确，间隔母线拼接时可能会导致法兰面压接不平，从而接触面受力不均而漏气。除此以为，还可以用水平尺进行调平。

2.3.2 母线导体的安装

导体在插入绝缘盆子上的滑动电极之前应使用高纯酒精进行清擦，并在所需安装导体的母线罐体法兰处安装金属架板，从而防止导体摔落破坏导体表面镀银层。并在触头前端2 mm范围内涂上专用的润滑脂，然后才可以对接，如图1～图3所示。

图1 润滑脂（FOMBLIN）

图2 连接触头涂抹润滑脂

2.3.3 母线气室的对接

现场间隔调整好水平后，应先将各母线气室的两端封盖拆除，再泄放掉内部原来冲进去的氮气，随后利用酒精、无毛纸将母线气室的法兰面进行清化。按照安装的顺序，依次对后面的母线拼接进行相同的处理方式。需要吊装的罐体在吊装对接前应进行清化，主要是清擦盆子或法兰表面做到清洁无毛刺，装好密封圈，调整好水平度，并保证连接触头的插入深度。

2.3.4 波纹管的安装

波纹管在吊装安装前应先进行清化，每一节波纹内外都应仔细清理，在每根螺杆上均匀涂抹固体二硫化钼，达到润滑作用。随后再用扳手将波纹管长度压缩，以便于安装的方便，吊装进入罐体之间后再反操作松开螺母，将波纹管长度延长至正好与母线法兰紧密接触。

2.3.5 气室的抽真空

在每一气隔安装完成后，应立即加装吸附剂并开始抽真空，现场一般使用大型的回收车对各气室进行抽真空作业，并进行真空检漏。详细的抽真空要求见4.2。

2.3.6 SF6气体充气及泄漏检测

在各气室完成了相应的氮气泄放、抽真空工作后，应按照相关的技术要求，利用减压阀对各气室进行SF6气体的充补，气体的额定值也必须满足相应的压力值。充气后，各气室应静置24 h。按照平时检查泄漏的方式，使用WIKA检漏仪对各个气室的法兰接触面、密封面进行仔细的检测，并根据其可以定量、定性的功能判断气室接触面是否存在气体泄漏。

2.3.7 气室水分检测

气室中的水分对于GIS稳定运行至关重要，水分含量时刻影响着其电气绝缘强度。各气室SF6水分含量的测量应在封闭式组合电器充气48 h后进行。检测应使用水分仪对各个气室进行检测。相应数据标准见4.2。

2.3.8 工频耐压试验

整组安装完毕后应对其主回路进行工频交流耐压实验。根据GIS的结构特点，耐压试验应在接触电阻试验合格、气室内水分含量不超标以及筒体气体检漏合格后进行。交流耐压试验必须按照相应的试验标准进行，只有在规定的标准范围内不出现放电现象，才能说明内部有足够的绝缘强度和良好的接触。另外，还需注意试验电压为出厂值的80%。

图3 导体固定架板

3 GIS的安装工艺要求

（1）设备间隔的拼接应在天气晴朗的环境下进行，空气的湿度也不能太大，按照规定，应在80%以下。现场安装还要备足密封用的卷筒塑料纸，防止浮尘或颗粒进入气室内。

（2）到达现场的整组间隔不可以随意拆除，如果现场对各部分有疑问或者必须拆除检查的，需经过厂家人员同意才可以现场拆除，并且厂方人员一直在现场指导。

（3）设备拼装时应按照出厂的设备编号拼装。导体与导体的连接要注意导体的长度和编号，如果安装发生混乱，将会导致连接错位。各气室筒体外表面不可以被重物撞击，因为如果受力变形后会改变气室内的电场分布情况。

（4）现场还有许多清洁类用品。比如工业酒精、无毛纸、抹布、密封脂、二硫化钼等。这些清洁类用品必须符合相关规定的技术标准。

（5）法兰面安装时，使用对穿螺栓进行法兰面紧固，紧固时不可以单边紧固，应从对角线上互相紧固，如图4所示。（6）设备外壳接线端子的接触面应仔细检查。表面应无毛刺、凹凸不平、明显锈蚀等痕迹。接头接好前应在接触面涂抹电力脂，接头表面的镀银层不等打磨过度。接头紧固用的螺栓应符合相应力矩要求。

图4 法兰面紧固螺栓方法

4 GIS的安装质量管控

4.1 GIS间隔的清化

GIS单元内部的清化在安装过程当中尤为重要。本次扩建工程是利用吸尘器先吸除表面的粉尘、杂质，再利用工业酒精和无毛纸进行导体表面清擦。除此以外，筒体内部的密封圈、法兰密封面都应进行清化。每个气室的金属罐体以及导体表面内必须保证清洁、无杂质、无划伤痕迹；密封圈（垫）在固定前应使用工业无毛纸蘸取酒精仔细清擦。

绝缘盆子的清洁也尤为重要，应在准确对接前利用吸尘器仔细吸除盆子周边的杂质，再用工业无毛纸蘸取酒精擦拭盆子表面。

4.2 气室真空度及SF6气体水分检查

抽真空的目的是将内部的漂浮水分吸除，同时还可以清除其他杂质，甚至是放电产生的有毒物质。现场进行的抽真空工作，是使用真空回收车对气室进行抽真空，气室真空度为133 Pa为最佳。本次扩建工程抽真空值30 Pa（0.3 mbar），并继续抽真空2 h。

气室中水分标准在上文已经指出：根据GB 50150—2006对SF6气体设备中湿度试验要求以及DL/T 596—1996，GIS中SF6气体的试验项目指出有电弧分解的隔室，微量水含量应约150滋L/L、运行中臆300滋L/L；无电弧分解的隔室，微量水含量应约250 滋L/L、运行中臆500 滋L/L。

4.3 法兰密封面检查

气室检漏的常用方法是“局部包扎法”和使用检漏仪。还可以通过检查SF6压力表的压力值进行判断是否存在泄漏现象。检漏一般在充气结束后24 h进行。对于GIS设备而言，年漏气率臆1%（以24 h漏气换算）。

4.4 GIS设备的耐压

在交流电产生的电场中，气室内悬浮的杂质、颗粒会在交变电场的作用下上下浮动，简单来说就是出于弹跳状态，这种状态对于设备带电运行有着极为不良的影响，会扰乱电场的分布，从而产生放电现象。这些杂质还容易分布在罐体或者盆子的边缘处。可以通过施加较低但是持续时间长的电压对内部的杂志颗粒进行清除，称之为“老练”。一般“老练”时间为5 min，比正式耐压时间要长，这段时间内基本可以将这些微米级的杂质清除干净，大大提高了本身的耐压水平。

5 结论

安装工艺是保证安装质量的重要措施，安装过程中应注意清洁度、密封性的要求。清洁过程中注意清化的仔细，严格彻底的内外清化才能保证导体运行中不放电。气室抽真空、补气、检漏过程要仔细，才能保证设备的正常运行。