浅谈220kv的GIS设备安装及运行注意事项

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　　摘要：本文简述GIS设备安装及运行过程中需要注意的问题，并提出相关建议，仅供参考。
　　关键词：GIS设备；安装与运行；注意事项
　　1 引言
　　气体绝缘全封闭组合电器(简称“GIS”)，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等部分组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，给常规的运行维护工作带来了不便，特别是一些外部部件可能影响到整体设备的安全运行。
　　2 安装前准备工作
　　1)根据设计单位提出的地基图纸检查安装现场建筑物、地面及基础建造是否符合图纸要求。
　　2)安装应必备的设备：a．足够的运输设备和起吊设备供安装用。户内GIS的安装及起吊大多采用电动单梁桥式起重机。起重机起吊速度有两挡，低速挡主要用于设备就位时的调整，两挡协调应用。b．温度在300℃以上的电烘干箱。C．吸尘器一台供清理产品内部。d．SF6气体回收装置用于抽真空。e．SF6气体检漏仪，供SF6 气体检漏用。f．微量水分测量仪，测量产品内气体水分含量。g．回路电阻测试仪，测量产品主同路电阻。h．麦式真空计一台，检查真空度。i．必要的高空作业工具及安全措施。j．通用工具一套。
　　3)安装基础检查划线定位。
　　4)在GIS进入车间厂房以前彻底清理GIS在运输、存放过程
　　中积累的灰尘和水迹。
　　5)安装应避免风、雨、雪天作业，安装现场无灰尘积水，地面铺设橡胶皮或地板革，工作人员应穿戴干净的工作服和手套。
　　3 对于GIS 运行过程中可能出现的故障情况分析：
　　3.1 SF6气室微水含量超标及其产生的原因
　　3.1.1 制造厂的原因：GIS 设备在制造过程都可能接触水分，将水分渗入到设备的各个元件里去。在运行过程中，慢慢地向外释放。
　　3.1.2 运行工况的原因：GIS 气室绝缘件等材料中残留水分，在运行过程中，受温度影响缓慢地释放到GIS 气室SF6气体中。
　　3.1.3 安装过程的原因：GIS 微水超标, 主要原因在于安装方面，例如同一厂家产品,不同安装单位施工微水含量情况又不同。主要有如下几个方面：
　　1) 真空工艺不符合规范及抽真空不彻底。据说有些安装单位在抽真空时间较短、真空度不高时，就开始充气。这样造成在充气前未能彻底将GIS 气室内的水分蒸发。
　　2) 充气工艺不规范，充气速度太快，不能让SF6 气体充分气化，以致充入的SF6气体带有水分。
　　3)吸附剂烘干时间短，露空时间长，造成吸附剂装入GIS 气室时已达到了饱和，不能再起到吸附运行过程中产生的SF6 降解物和水分的作用，使SF6气体迅速劣化。
　　4) 安装人员责任心不强，对密封面处理不精细甚至密封圈安装不当，导致密封不良、泄漏、GIS 气室外部水蒸气渗入气室中。例如：在处理粤北某站220kV 母联乙间隔微水超标及泄漏时，发现其#2刀闸与#2母线接口处盆式绝缘子的密封胶圈存在因原安装单位安装时放不正被压扁的现象。
　　5) 施工时环境相对湿度大，勉强施工。
　　3.2 GIS 设备局部放电及其产生的原因主要是:
　　1) 由于GIS 内部存在金属微粒、粉末和其它杂质；
　　2) 罐内盆式绝缘子或支持绝缘子存在缺陷造成的；
　　3.3 GIS 导体及连接部分回路电阻大；其产生的原因主要是:
　　1) 在厂内安装时，间隔内的导体连接头接触不良或导体表面氧化造成回路电阻大；
　　2) 在安装过程中，间隔连接导体的接触不良或紧固不良造成回路电阻大；
　　3.4 GIS气室泄漏，气体压力下降：其产生的原因主要是:
　　1)罐体的连接面，封口法兰面密封面在安装时对一些缺陷没有处理，经过一段时间的运行后，开始出现泄漏；
　　2) 用于密封面的密封圈在安装过程中安装不当或密封圈质量存在缺陷导致泄漏；
　　3) 厂家生产罐体本身存在缺陷，主要是焊缝不良，在运行过程中，焊缝的缺陷在温度变化下产生蠕变，造成SF6气体泄漏。
　　4 问题分析总结及教训
　　归纳以上缺陷的产生原因，主要有以下几方面需要在安装过程中加强注意：
　　1) GIS 设备的安装必须确保GIS 设备内部清洁。必须对导体、触头和罐体内壁等进行检查清洁, 同时检查母线导体内是否有金属粉末、杂物，如有必须彻底清理干净;表面是否有划痕、凸凹不平之处，如有要想办法将凸出部分刮平，然后用金相砂布磨光。划痕也要用金相杀布磨平。导体外壁和罐体内壁表面不能存在锈渍、油污和金属粉尘，必须用吸尘机彻底吸干净，然后用不脱纤维专用纸巾沾无水乙醇、丙酮清抹，确认干净。在某变电站220kV GIS 安装过程中，就曾经发生由于导体管内的金属屑末掉落盆式绝缘子上，引起耐压试验时绝缘击穿，需要重新返工处理的情况，既增加了工作量，又延误了工程进度。
　　2) GIS 安装过程中为保证回路电阻合格，不让接触电阻超标导致触头发热现象的出现，在施工中应通过测量触头插入深度保证接触面积，用丙酮清洁导体表面，去除氧化物，并用回路电阻测试仪测量回路电阻，而回路电阻不合格的主要问题多存在于厂内安装时的不留意，以上述某电站220kV GIS安装为例，在安装过程中，我们在对某一乙线间隔进行回路测试时，发现数次测试的结果都为200μΩ以上，而本间隔的回路电阻一般为56μΩ左右，到底回路电阻多在那里，经过我们对该间隔的回路电阻逐段的测试，终于发现接触电阻在断路器上下端口处严重偏大，我们为了保证运行后的安全，决定克服现场环境差、风沙粉尘污染大等困难，在现场进行处理。在我们打开断路器端口时，发现静触头的镀银层有氧化膜，这就是引起接触电阻大的原因。于是我们清洁了氧化膜，重新安装、抽真空、充气，再次测量回路电阻，结果是非常令人满意的，回路电阻大大降低了。
　　3) GIS设备的安装必须确保GIS设备良好密封。法兰口密封、法兰盘的接口都是用O 型密封环密封、与空气接触的那一侧平面和槽沟再涂上一层密封胶以防止金属氧化和潮气浸入到GIS内部。装配前应先检查清除法兰盘表面污物杂质，如有划痕凸凹不平之处要刮平或用幼细砂布磨光。再在规定部位涂上一层密封胶，检查密封圈尺寸是否与密封槽配合，及是否有硬化、变形、刮伤、裂纹、起毛等情况，符合要求后用无水乙醇清抹干净，在密封圈表面涂一层薄薄的润滑脂，再将密封圈压入密封槽用手指均匀用力压几圈，使密封圈均匀贴在密封槽里。
　　4) 吸附剂一般要经过连续高温烘干后才使用，而且不能在雨中或湿度大于80%时更换。烘干的吸附剂在空气中暴露不得超过10分钟，装好吸附剂后，应尽快在30分钟内抽真空。这样才能保证吸附剂不会吸入过多的水分而饱和，成为运行后引起微水超标的隐患之一。
　　5) 对GIS气室抽真空，应抽到真空度达到1Torr（=133Pa）以下(按经验真空度越高越好，我通常抽至30Pa以下)。再保持5小时以上(我们通常保持8小时以上)真空度回升<1Torr（=133Pa），后继续抽真空2 小时以上。若真空度达不到要求，则需反复真空检漏和抽真空。注：要达到上述真空度应选用金属网纹高强真空管。
　　6)充入SF6 气体之前，应检查气瓶中气体的水分（必须保证气瓶内气体微水含量小于8ppm）。充气管路必须保持清洁，防止潮气和杂质进入管中。充气速度不宜太快，让SF6气体得到充分气化。以避免充气过程带入潮气。对于这些施工中必须注意的问题，我们应该在施工前进行施工技术交底, 并在施工过程中严格要求现场每个施工人员都必须逐项检查落实，这样才能保证工程的施工质量优良，确保交出合格的设备给运行单位。
　　5 G1S设备使用过程中的几点建议
　　(1)在工程设计阶段，应充分考虑GIS设备运行的温度、环境，对严寒地区和风沙较多的地区，宜采用户内布置。这样不仅能够避免加热设备长期运行，也可以避免操作接触器、二次回路的元件因气温较低或进沙尘而引起卡涩，防止造成设备运行异常。GIS设备基础的预埋方式尽可能采用预埋槽钢，这样调节性强，电气安装时容易找平，对提高GIS的密封性大有益处。
　　(2)在正确选用本体设备的同时，应严格选用外购附属设备，这些设备包括加热器、操作控制器，必要时对其进行特殊环境的验证性试验，避免由于附属设备不过关或安装位置不当引起主设备故障。对于GIS断路器就地／远方转换开关，隔离开关及接地开关等部件应采用直流操作电源。
　　(3)GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS运行质量的关键阶段，保证清洁度是GIS现场安装的首要任务。安装现场的场地情况一般较差，需要电气安装人员严格要求，精心施工。施工前应将场地揩净并铺设防尘膜，特别注意保证铝导体的清洁，清理残留在GIS内部的杂物。
　　(4)GIS投运之前的现场试验一定要认真进行，这是检验GIS制造、运输、安装过程的最有效的监测方法。通过现场试验可检查出零件松动、脱落、导电表面刮伤；强烈的振动造成绝缘子开裂；安装错位引起电极表面缺陷；安装过程中造成导电微粒进入；由于疏忽将工具遗忘在装置内等缺陷。这些缺陷都会导致绝缘故障。
　　(5)在GIS运行过程中应该加强运行监视，特别是对SF6气体压力、温度以及控制回路的检查要建立记录，对比分析；积极开展对GIS的超声波局部放电检测及SF6气体故障分析工作；压力异常时应通过分析，查找原因，避免盲目补气而加速设备故障发生。
　　(6)要加强对设备缺陷的分析和管理，严格执行设备缺陷管理规定。按照国家电网公司设备运行规范的要求，对重大危机缺陷必须及时采取措施，严禁设备带重大危机缺陷运行。
　　

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