一种GIS安装用可移动式防尘棚的应用

周高乐，蔡宏欣，聂清海，叶水勇

（国网黄山供电公司，安徽 黄山 245000）

0 引言

气体绝缘金属封闭开关设备与空气绝缘开关设备相比，具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强、运维工作量小等优点。自20 世纪60 年代实用化以来，已广泛用于户外、户内、地下等各种类型变电站，涵盖10～1 000 kV 电压等级。 但由于 GIS 的全密封结构特点，其一旦发生故障，排查和检修工作均较为复杂，停电时间往往较长，停电范围较大。因此对于GIS 安装过程中的要求较为严格， 尤其对安装环境有明确的要求［1］。

对于1 000 kV GIS 安装，环境要求更为苛刻，因此安装时设置了专用的防尘车间。 而对于其他电压等级，尤其是500 kV 及以下户外GIS，往往采取简易的一些防尘措施，再根据环境气候条件进行施工，不利于工期和质量控制。因此，为保证现场安装环境符合有关要求，需要研制并应用一种防尘设施，加强对设备安装现场局部环境的人为控制， 提高GIS 的安装质量和安装效率。

1 可移动式防尘棚的功能需求

根据GIS 安装技术措施及规程规范要求，GIS 安装时装配工作应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行，并应采取防尘、防潮措施。 相关进出的任何人员均应采取可靠措施， 例如经过风淋并穿戴干净的工作服和手套， 以保证作业现场整洁［2］。 因此可移动式防尘棚应满足以下功能：

1）基本能够实现全天候对接安装作业。

2）能够覆盖所有的GIS 安装区域。

3）装拆比较方便，能够快速转移安装区域。

4）能够调节防尘棚内部的温度、湿度、洁净度等。

5）能够存储一定的安全工器具及物品，具备全时段监控功能。

2 可移动式防尘棚的组成及参数

2.1 防尘棚的组成

可移动式防尘棚主要采用通用拼装式防尘棚，现场模块化组装， 主骨采用不锈钢型钢和透明水晶板组成，两侧底部装有防尘软帘，防止外部灰尘进入防尘棚内。防尘棚内底部铺设地板革，并安排专人负责卫生清扫。双侧面采用软性可伸缩帘布，在GIS 拼装时防尘棚可以有效隔离外界空间的浮尘。 防尘棚底面采用滑轮导轨， 本体安装时防尘棚在槽钢轨道上移动， 方便GIS 安装时可以将防尘棚快速推至GIS 安装对接面。 防尘棚4 个拐角采用临时措施通过钢丝绳进行固定， 根据现场实际情况可将钢丝绳拉线固定在构架或已就位的GIS 设备的底部槽钢上［3］。 防尘棚内安装视频监控系统，对设备安装的全过程进行监控，监视人员进出，控制带入粉尘。 安装环境的温度、湿度、粉尘度应满足厂家要求后再展开对接工作。 防尘棚示意图如图1 所示。

图1 可移动式GIS 防尘棚示意图

在作业人员入口处设置风淋过渡间及更衣室，任何进入作业现场的人员均需戴防尘帽并穿防尘服，穿好鞋套并经过风淋处理后方可进入棚内。棚内地面铺设地板革，并使用空气净化器实时除尘，达到控尘的效果。 在防尘棚内安装空调保证安装环境温度，并使用3M PM2.5 过滤网洁净防尘棚内空气。 配备1 台温湿度测试仪，实时监测棚内温湿度并记录。作业期间实时监测粉尘度， 符合要求后方可进行作业，粉尘度超标启动报警装置。现场配备干燥空气发生器，持续补充干燥气体，提高安装环境微正压，进一步保障防尘棚内湿度、粉尘度。

2.2 防尘棚的参数

可移动式防尘棚为拼装式结构， 现场模块化组装， 因此其大小可根据现场设备尺寸及间隔安装需求进行调整［4］。 以某 220 kV 变电站工程为例，根据220 kV 及110 kV GIS 设备尺寸，考虑到防尘棚应能满足两个厂家设备的安装要求，按一次安装2～3 个间隔设备设计，本工程防尘棚尺寸为9 m×8.5 m×4.3 m，某变电站防尘棚加工示意图如图2 所示。 防尘棚自重约为1.5 t，移动较为轻便。

图2 可移动式GIS 防尘棚参数

防尘棚顶棚预留6 个吊钩进入位置， 开孔尺寸为400 mm×600 mm， 从而缩小了母线筒安装时棚顶开孔位置，减少灰尘进入的入口尺寸。防尘棚内部安装有空调、除湿机，控制相对湿度不大于60%，温度不低于15 ℃，可显著改善GIS 安装环境。

3 可移动式防尘棚的使用方法

3.1 使用前准备

3.1.1 安装条件

GIS 安装前应具备条件：GIS 配电装置区域内土建围墙、电缆沟、箱体基础、构支架保护帽施工完成；电气构支架接地、电缆支架安装同步完成；区域内无其他作业。

3.1.2 场地硬化降尘

使用前需对GIS 配电装置区场地进行硬化处理，目的是保障防尘棚轨道导轨平稳，方便移动，防止作业过程中发生塌陷。 具体施工方法： 场地标高-200 mm 下素土夯实后，上部硬化100 mm 厚C15混凝土，混凝土硬化层成型后，上表面标高为-100 mm。

3.1.3 区域隔离清扫

因安装区域周边还存在少量土建及装饰作业，在GIS 安装期间，对GIS 区域四周设置围栏，布置密目网［5］。 在安装区域周围采用钢管及扣件搭设围栏，通过防尘围网将安装区域与周围场地隔离， 达到挡尘的效果。考虑到GIS 区域已进行硬化处理，仅在中间构架外侧用脚手架钢管、密目网搭设2.5 m 高的整体防尘网。部分小基础如照明灯具基础等暂未施工，存在少量区域有裸露泥土地面 （500 mm×500 mm），在此位置敷设密实防尘网，防止硬化地面灰尘上扬，从而达到抑尘的效果。 GIS 本体对接期间安排专人对安装区域及周围道路进行清扫和洒水， 降低安装区域的粉尘度，达到降尘的效果。

3.2 安装方法

可移动式防尘棚已经应用于某220 kV 变电站工程等项目的现场安装。

3.2.1 GIS 本体母线的安装方法

GIS 基础与硬化地坪标高差为25 cm。 防尘棚轨道两侧均采用两根长6 m 的镀锌槽钢作为移动轨道。 汇控柜侧电缆沟上每隔1.5 m 放置一根1.2 m 长的镀锌槽钢，作为水平移动轨道槽钢的支撑点。出线构架侧轨道槽钢放置在GIS 基础上， 基础之间采用铁道木和木板垫实，两侧槽钢标高应一致。

根据GIS 安装技术措施要求， 本体间隔对接应从中间向两侧进行。防尘棚安装完成后，本体对接工作均在棚内进行。 安装结束后将防尘棚转移至下一个间隔进行安装［6］。 110 kV 及 220 kV GIS 本体母线安装防尘棚搭设示意图，如图3 所示。

3.2.2 220 kV 分支母线的安装方法

220 kV 主变及线路间隔套管安装高度约5.7 m，主变间隔U、W 相套管边到边距离为6.9 m， 线路间隔U、W 相套管边到边距离为4.9 m。 主变间隔分支母线距离为6.9 m， 且220 kV 2 号主变间隔W 相套管与相邻的220 kV 间隔汇控柜边距为7.9 m。现场计划待主母线安装完成后， 将防尘棚拆除后重新组装，安装位置与主母线安装时相反，轨道槽钢位置及固定由现场确定。 分支套管安装时防尘棚搭设如图4所示。

3.2.3 110 kV 分支母线的安装方法

图3 110kV 及220kVGIS 本体母线安装防尘棚搭设示意图

图4 220 kV 分支套管安装时防尘棚搭设示意图

110 kV 主变及线路间隔套管安装高度约4.2 m，避雷器安装高度为5.2 m， 主变及线路间隔U、W 相套管边到边距离为3.2 m。 结合110 kV 主变及线路间隔出线套管安装位置及尺寸， 现场计划待主母线安装完成后，将防尘棚拆除后重新改装，原防尘棚尺寸为9 m×8.5 m×4.3 m， 改装后的尺寸为4.5 m×4.25 m×4.3 m， 用于分支套管安装。 分支套管安装时防尘棚位置与主母线安装时相反，轨道槽钢位置及固定由现场确定。 分支套管安装时防尘棚搭设如图5 所示。

图5 110 kV 分支套管安装时防尘棚搭设示意图

3.3 使用中的注意事项

1）110 kV 分支母线安装完成后， 防尘棚还需转移至220 kV 区继续使用。110 kV 分支母线安装时防尘棚的改装不得破坏整体结构， 底部轨道重新加工制作，即4.25 m 轨道需另加工两根。

2）防尘棚安装方向改变后，因主变及线路相邻间隔位置均不一，主母线侧水晶板应更换成软帘，方可满足各间隔分支套管安装。

3）防尘棚顶部水晶板应根据套管及避雷器安装位置做适当调整，或根据现场情况进行开孔。因套管及避雷器安装高度高于棚顶， 每相套管安装就位后套管与顶棚水晶板之间的空隙需进行临时防尘防护。 在套管安装完成后安装避雷器。

4）110 kV 主变间隔分支套管安装时需搭设两次防尘棚，先安装线路构架侧母线筒和避雷器，后安装中间构架侧套管。

5）每组套管安装均需搭、拆防尘棚一次，以该公司某变电站为例，220 kV 区共计9 个间隔，搭、拆共计 4 次，110 kV 区共计 20 个间隔，搭、拆共计 8 次。

6）分支母线筒及套管安装部位防尘措施还可采用软布制作的预制裙伞进行粉尘度控制。 通过加工预制裙伞减少套管安装时在空气中暴露的时间，所有对接工作均在裙伞和防尘棚内部完成。

4 使用可移动式防尘棚的优越性

1）提高GIS 安装质量。 传统安装方式防尘效果有限，无法实现温湿度和洁净度的人为控制。采用可移动式防尘棚安装， 可以确保GIS 安装环境始终处于极佳的环境， 安装过程不发生因环境引起的质量事件。

2）能大幅改善GIS 安装环境和工人作业环境。通过内部空调、除湿机等设备控制安装环境温度、湿度，一般气候条件下都能保证室内温湿度，同时其拆装方便，适应各种尺寸的GIS 设备。

3）综合经济效益好。 虽然装拆防尘棚会增加一定的人工和机械台班， 但整体施工成本比1 000 kV GIS 安装采用的防尘车间造价低， 且可在多个工程重复使用，单次使用成本较低。

5 结束语

工程实践表明，500 kV 及以下户外GIS 现场安装采用可移动式防尘棚实现了户外GIS 现场安装环境的人为精确控制，能够有效地提高GIS 安装质量，符合国网公司变电站工程 “工厂化” 安装的有关要求，并且凭借其优越的性能和良好的经济性，具有推广应用的价值。