电力系统中变电站GIS设备安装与调试

王勤

（重庆渝电工程监理咨询有限公司，重庆 401123）

1 引言

为了保证GIS一次性成功安装，安装技术人员和施工人员要熟悉所安装GIS的各项技术要求和安装要求。根据安装现场实际情况编制好有针对性的施工方案，并对所有施工人员交底。安装前，要根据施工方案做好各项准备工作，如人员组织安排、机具准备等。只有充分的准备，才能保证安装的顺利进行。

2 GIS设备的安装技术

2.1 GIS现场安装技术的流程

GIS应严格按照安装流程进行安装，这样才能达到一次性安装合格的目的，具体做法为：画地面轴线、间隔就位、模块拼装、气室抽真空、气室充SF6气体、二次电缆敷设、接线。其中有些工作可以并行。

2.2 安装前的清洁

首先，在打开气室之前，用吸尘器对安装区域进行清洁；打开气室之后，就要清洁GIS部件，清洁所有要安装的金属部件和密封面，如法兰的密封面和“0”型槽、导体连接面、连接体以及保护罩等。注意在清洗时，要选用工业乙醇(99.7%)和不起绒毛的棉布。

2.3 法兰的连接

法兰的连接分密封面和“0”型面连接两种，当密封面有擦伤或类似损伤的情况，需要用细砂纸磨光擦伤处，然后清洁密封面后才能进行安装。“O”型面安装前必须清洁，安装时将“O”型圈均匀压入密封槽。安装拼接过程中要注意密封胶圈不能移位和法兰面的清洁一定要到位，任何的疏忽都可能导致大量的返工工作。

2.4 气室抽真空充气

气室在充气前必须对气室抽真空。通常情况下，一个模块为一个独立的气室。在模块拼接后，可以立即对气室抽真空。气室真空处理完后，向气室内充入SF6气体；抽真空能够充气过程可以参考厂家技术标准。

3 GIS设备的调试技术

3.1 一次回路直流电阻试验

为了检验GIS内导体的连接接头安装是否正确，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，需要进行一次凹路直流电阻试验，以便尽旱发现并解决问题。采用直流压降法测量，电流为100A，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，且电压测量线应接在被测回路正确的位置，否则将产生较大的测最误差。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，数量累加。现场测量的数据应于实际累加值比较，不应超过产品技术条件规定值的1.2 倍。

3.2 SF6气体密度继电器效验

校验SF6气体密度继电器节点接触是否良好.接点与压力的关系是否符合要求。

3.3 气密性试验

为了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，一般探头移动速度l0mm/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。也可以用塑料薄膜包扎检漏的方法进行检漏。

3.4 微水含量测量

为保证SF6气体的纯度和绝缘特性，必须对SR气体的质量作相应的检测，需要用微水检漏仪DPl9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/T596-1996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150PPM，运行中不大于300PPM；②其他气室：新装及大修后不大于250PPM，运行中不大于500PPM；每个气室充至额定标称压力24h后进行测量，并可根据环境湿度、气室压力折算成PPM(注：PPM均为体积比)。

3.5 接地检查

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，接地是否符合规程，特别是针对法兰连接处按质量强条要求必须加装等电位跨接。

3.6 PT、CT 检查及特性试验

CT、PT的变比、级性应于标称参数一致；CT伏安特性应于出厂报告无明显差别，其他常规试验符合规程要求。

3.7 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，只是在现场整体安装到GIS上即可。为了确保避雷器在运输过程中造成的损坏，有的厂家在避雷器上特别设计了安装震荡/撞击指示器，如果指示器动作，则整个避雷器返厂检查。避雷器的试验可以在安装完成后通过母线来加压进行。

3.8 断路器特性试验、隔离开关和接地开关操作试验

断路器的试验必须符合下面的要求：①采用500V兆欧表，测量辅助同路和控制回路的绝缘电阻，绝缘值不低于2MΩ；②断路器动作时间符合技术规定；③断路器操动机构合闸动作电压符合要求；④断路器防跳功能要正确。

3.9 二次回路试验

检查各回路接线是否正确，接线端子是否牢固，绝缘是否良好，各元件工作是否正常，各种闭锁、连锁功能是否满足设计要求。

3.10 一次回路绝缘检查及交流耐压试验、安装、运行及维护GIS在运输过程中的机械振动、撞击等可能导致GIS元件或组装件内部紧固件松动或相对位移。安装过程中，在联结、密封等工艺处理方面可能失误，导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺陷；空气中悬浮的尘埃、导电微粒杂质和毛刺等在安装现场又难以彻底清理；国内外还曾出现将安装工具遗忘在GIS内的情况。这些缺陷如未在设备投运前检查出来，将引发绝缘事故。所以在投运前要进行绝缘耐压试验。

3.10.1 试验前的检查。(1)根据 HSE 施工方案做好GIS工频耐压前的警戒工作，做好试验人员及现场人员的人身安全措施的检查和监督：(2)PT和避雷器不与GIS一起进行此项试验，退出电压互感器和避雷器：(3)最后一项气体工作应在耐压试验前24h已经完成：(4)耐压试验前，SF6气体充气到额定密度，并且已经完成主回路电阻测量、各元件试验以及SF6气体微水含量和检漏试验，检查所有电流互感器二次回路是否短接接地，一定要确保电流互感器二次绕组短接接地；(5)收集GIS控制柜操作钥匙、GIS操作手柄，由专人保管，以便防止误操作。

3.10.2 试验标准和试验方法。耐压试验值采用出厂试验标准的80%或按照厂家产品的技术要求。如果GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序耐受规定的试验电压而无击穿放电，则认为整个GIS通过试验。试验电压应施加到每相导体和外壳之间，每次一相，其他非试品相的导体应与接地的外壳相连，试验电压一般由进线套管加进去，试验过程中应使GIS每个部件都至少施加一次试验电压。同时，为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化，试验电压应尽可能分别由几个部位施加。现场一般仅做相对地交流耐压，如果断路器和隔离开关的断口在运输、安装过程中受到损坏，或已经过解体，应做断口耐压试验，耐压值与相对地交流耐压值可取同一数值，若GIS整体电容量较大，耐压试验可分段进行。

3.10.3 交流耐压试验程序。CIS现场交流耐压试验的第一阶段是“老练净化”，其目的是清除GIS内部可能存在的导电颗粒或非导电颗粒。这些颗粒可能是由于安装时清理不净，或是多次操作后产生的金属碎屑，或足紧固件的切削碎屑和电极表面的毛刺而形成的。“老练净化'可使可能存在的导电微粒移动到低电场区或颗粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺，使其不再对绝缘起危害作用。

3.11 电缆试验

在电缆头插入到GIS，并做好相应气室的气体工作，试验必须在电缆终端安装结束24h后进行，试验电压从对侧的电缆头加入。

3.12 GIS与远方控制及联调试验

在所有二次同路接线完成后，按照设计图纸的要求以及实现的功能逐个回路进行试验，首先是就地调试，确保GIS内部连接线的正确。然后是远方控制，现场施加电流和电压远方应有显示，确定遥测功能的可靠性。最后确认遥控、遥信功能。GIS的不同元件之间设置的各种连锁应进行不少于3次的试验，以检验其功能足否可靠正确。现场应验证以下连锁功能特性：接地开关与有关隔离开关的相互连锁；接地开关与有关电压互感器相互连锁：隔离开关与有关断路器的相互连锁等。

4 GIS常见故障分析

GIS作为一种在电力系统逐渐大规模推广应用的新型设备，设备质量也参差不齐，像厦门ABB等合资厂家质量较好，像西电、平高、山东泰开等国内厂家的GIS设备在安装后运行缺陷也不时发生，根据笔者经验，目前运行中GIS设备缺陷主要有以下几类；

4.1 漏气

由于设备组件（如绝缘子、筒体等）加工精度低，安装时组件清洁、密封胶未达要求，导致GIS设备经过一段时间运行后出现SF6气体压力降低，造成设备停运。防范措施：加强设备加工质量管理，控制接合面平整精度；注重安装过程中GIS组件清洁处理，严格按程序施工；注意密封胶条、密封胶加注，防止胶条移位、密封胶加注过或欠及不到位。

4.2 内部放电

主要有托架绝缘子放电、盆式绝缘子放电。

防范措施：加强设备制造商绝缘子的原材料控制、工厂制造质量控制；加强安装过程中绝缘子的清洁，防止杂物遗留导致放电。

5 结束语

GIS设备能否投运，能否安全运行，必须要依照试验数据去判断，试验方法的正确和试验仪器的准确都会影响试验数据的可信度。因此，学习、掌握、积累一定的安装和调试GIS的经验对从事电气施工的人来说是很有必要的。

[l]ABB公司GIS设备现场操作手册.

[2]李建明，朱康.高压电气设备试验方法(第二版)2001.

[3]电力行业标准D13T596-1996电力设备预防性试验规程1997.

[4]国家标准GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准2006.