1 000 kV GIS设备地模块的研制与应用

王粤术，张晓龙，李强

（国网山西送变电工程有限公司，山西太原030006）

1 000 kV GIS设备地模块的研制与应用

王粤术，张晓龙，李强

（国网山西送变电工程有限公司，山西太原030006）

特高压是目前世界上最先进的输电技术，具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势，可以更安全、更高效、更环保地配置能源，是实现能源资源集约开发、促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题的重要载体，更是转变能源发展方式、保障能源安全、服务经济社会发展的必由之路。

特高压；1 000 kV；GIS设备；可调式接地模块

1 000 kV GIS设备是特高压变电站的重要组成部分，其设备体积大、单元重、工艺要求高，设备接地质量和要求远高于500 kV GIS设备接地的施工工艺要求。针对1 000 kV GIS设备接地模块安装方法，国网山西送变电工程公司通过对1 000 kV晋东南变电站扩建工程、晋北1 000 kV变电站新建工程的安装经验进行总结，公司通过深入创新研究，自制研发了1 000 kV GIS设备可调式预埋接地模块并成功应用。本成果可操作性强、推广应用前景好、节能减排功效显著，在规范1 000 kV GIS设备接地模块安装流程、提高安装工艺质量、控制施工成本等方面有充分的指导意义。

1 主要用途

1 000 kV GIS设备安装工作对施工环境要求高，施工精度要求严，其安装难度大，为保证GIS设备安装时的设备安全及质量，通过设计一种通用的1 000 kV GIS设备的可调节接地模块，实现固定、连接的优化。

2 技术原理

1 000 kV GIS可调式预埋接地模块包括调节部分和减震部分，通过螺栓垫片来实现微调定位；通过橡胶减震条杜绝在接地块表面钻孔过程中混凝土热胀冷缩造成四周混凝土出现开裂现象，来保证1 000 kV GIS设备接地连接时的安全与质量，进一步优化1 000 kV GIS接地标准工艺流程和施工方法，实现特高压设备安装的高质量要求。

2.1 制作安装

制作安装步骤为：①按图纸在工厂加工制造接地模块，接地模块采用全铜材质，接地模块上表面打磨光滑，在接地模块下表面钻2个直径10 mm、间距40 mm的孔；②将∠50×50×5角钢加工成200 mm的支架，并用直尺复核，同时在角钢的一面钻2个直径为10 mm的孔，间距40 mm；③将角钢与制作好的接地模块，通过M10×20 mm的螺栓紧固连接；④将橡胶条的长度加工成120 mm和80 mm，粘贴在接地模块四周，防止在接地块表面钻孔时混凝土热胀冷缩，造成开裂问题。可调式接地模块模型见图1和图2.

2.2 现场固定

接地块表面平整度控制按照规范要求小于等于1 mm，为了控制误差，通过接地模块与角钢连接的螺栓来调节，根据误差值，用增加相应的垫片来控制接地模块的定位精度，调整完成后紧固螺栓，并将角钢与预埋件的钢筋进行点焊固定，同时将接地模块下表面的铜棒与接地引线进行放热焊。

2.3 标高微调

接地块固定角钢与基础预埋件固定件固定后，接地块上表面与基础预埋件上表面标高误差在0～10 mm范围内，设计要求接地块上表面标高与预埋件上表面标高一致。为了控制0～10 mm误差，可以通过接地块与角钢连接螺栓来调节，根据误差值，依次将固定螺栓进行微调整，使得螺栓扣顶部至套扣深度间隙在相应误差范围，螺栓丝扣底部与接地块下表面间隙距离高差在0～10 mm范围，用相应误差的垫片进行填充，保证角钢与接地块固定可靠，即完成调节精度。

2.4 接地连接

接地连接步骤如下：①1 000 kV GIS设备安装就位后，将设备接地排连接到接地埋件上。根据接地排螺孔位置，在接地埋件上定位螺孔位置，采用电钻对接地模块进行钻孔。②钻孔完成后，用对应规格的丝锥进行攻丝。丝锥配合攻丝专用工具使用。攻丝时，要均匀用力，顺、逆时针反复转动，避免丝锥受力过大，造成断裂。③安装不锈钢螺纹护套时，螺纹护套应涂润滑油，便于安装。④连接接地引排，对螺栓进行紧固，再用力矩扳手复紧，满足规定力矩值。⑤安装完成后，对接地排进行刷漆（黄绿漆），并做好标识。

3 关键技术和创新点

关键技术和创新点如下：①使用预制接地模块，代替预埋铜排，整体成型，提高安装精度；②可调式预埋接地模块具有微调功能，确保安装后与设备预埋的标高度误差满足规范要求；③通过对接地块四周粘贴橡胶减震条，防止在接地块表面钻孔过程中混凝土热胀冷缩造成四周混凝土出现开裂现象。

图3 传统的接地模块安装图

图4 可调式预埋接地模块安装图

4 与同类先进成果主要技术指标比对

传统的接地模块安装方法为：采用固定支架支撑方式，固定支架由槽钢托板、钢管立柱、钢地板3部分组成，钢管立柱用于控制接地模块的标高，固定支架长度的确定需考虑因素较多，制作程序烦琐，时间长，施工效率低；同时在混凝土浇筑后，在接地模块表面钻孔过程中，四周混凝土易出现开裂现象。图3所示为传统的接地模块安装图。

可调式预埋接地模块：接地模块采用全铜材质，在其下表面钻2个直径为10 mm的孔，间距40 mm，与50×50×5 mm的角钢通过M10×20 mm的螺栓紧固连接。通过在螺栓上增加垫片来实现预埋接地模块定位调节，并在接地块四周粘贴橡胶减震条，防止在接地块表面钻孔过程中混凝土热胀冷缩造成四周混凝土出现开裂现象。图4所示为可调式预埋接地模块安装图。

5 推广应用情况及前景

随着电网建设的发展，特高压建设发展迅速，1 000 kV GIS设备是特高压变电站的重要组成部分，其设备体积大、单元重、工艺要求高，设备接地质量和要求远高于500 kV GIS设备接地的施工工艺要求。对于特高压变电站1 000 kV GIS设备的安装，可调式预埋接地模块安装简单，利用其微调功能，成功实现特高压GIS设备固定、连接的优化。随着社会经济的飞速发展，特高压变电站的建设越来越多，该技术方案具有很大的推广前景与价值。目前，本单位已安装流程编入了作业指导书，并纳入公司相关规程规范，同时成功申请了国家专利。

6 节能减排及经济效益

1 000 kV GIS设备可调式预埋接地模块的研制与应用，从组织、规划、实施、评价和人员安全与健康各个方面，最大限度地节约了资源和减少对环境负面影响的施工活动，并且满足特高压变电站电力安全可靠的输送，同时促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题，实现了经济效益、环境效益和社会效益的统一。以晋北1 000 kV变电站新建工程为例（本工程共安装894个接地模块），提前完成施工20 d，为后续试验调试保证了施工工期，产生直接经济效益36.94万。

〔编辑：刘晓芳〕

图1 可调式接地模块模型图（一）

图2 可调式接地模块模型图（二）

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.154

2095－6835（2017）19－0154－02