220 kV变电站施工中GIS设备的安装调试

陈敏强

摘 要： 本文主要针对220kV变电站中GIS设备的应用与安装进行研究，首先介绍GIS设备的基本构成和基本特征。自此基础上指出GIS设备安装调试要点。

关键词： GIS设备；安装调试；变电站

社会发展城市化进程加快以及生活水平的提高，电力资源需求提高导致电力供应压力进一步提高。变电站等基础电力设施的安装、调试与建设也成为当前电力行业发展重点，其建设质量直接决定了电力供应可靠性。面对传统变电站占地面积大、资源浪费问题突出的情况，引入GIS设备提高变电站设备装配紧密性，最大限度的降低变电站占地面积具有重要意义。而且在变电站使用GIS设备，还能够提高变电站设备适应性、运行安全性与稳定性。GIS设备自身使用寿命较长，而且故障率较低，在电网建设以及变电站建设中具有广阔应用前景。

1.GIS设备概述

1.1GIS设备组成

图1 GIS设备结构图

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）属于一种新型高压电气设备，又被称作是气体绝缘全封闭组合电器。如图所示，由断路器、互感器、避雷器、接地开关、隔离开关以及连接件等基本电器元件组成，将电器元件组合封装在金属接地外壳中，在封装器内部冲加SF6绝缘气体，所以GIS设备往往又被称作SF6全封闭组合电器。GIS设备的可靠性更高，和常规电气设备相比故障率降低了60%-80%，這样大大降低了其维护工作量。由于GIS设备本身的特点也导致其具有自身缺点，比如SF6气体泄漏、绝缘子老化以及水分渗入等问题均可能导致GIS闪络故障问题。另外GIS还属于全密封结构，这也直接导致其检修更加困难，检修耗费的时间以及资源增加，检修过程也为用户用电造成直接影响。

2.GIS设备特性分析

2.1小型化结构

GIS设备是在传统设备改革基础上得到的，将大量电子元器件进行联结结成，并封装在一个密闭盒子中。大量元器件的联结集成降低了GIS设备占据的空间。就该装置而言，体积相对较小，而且占地面积小，这样大大节约了资源，也降低了变电站对土地资源的过度需求。

2.2安全性及可靠性

GIS设备中的所有元器件均封装在充满SF6保护气的金属壳中，使得GIS设备具有良好的绝缘性以及断路器灭弧能力。这样对检修人员检修工作的进行提供了重要保障，而且GIS低故障率的特征，也极大降低了工作人员的工作量。

2.3良好的环境耐受力

传统变电站电气设备会受到环境以及天气等因素的影响，尤其是设备运行期间受到影响可能直接出现故障。而GIS设备将元器件集成封装在金属壳中之后，将电器设备和外界环境隔离开来，并利用SF6保护气进行保护，提高其环境耐受力。

2.4安装周期短

在GIS设备的生产过程中就完成二次电缆的配置调试，将客户需求的各电器元件进行组合封装集成，在冲入SF6气体之后需要对整个设备含水量以及密封性进行实验，保证其满足生产配置需求，完成所有质量标准检测实验合格之后，以整机的状态出厂。在施工现场得到GIS设备之后，工作人员可以直接进行间隔对接，需要极少的工作人员即可实现，而且需要的时间较少，提高施工周期可控性。

3.220 kV变电站施工中GIS设备的安装调试

3.1安装前的准备工作

（1）首先在进行GIS设备安装之前，必须详细了解GIS设备的详细情况以及施工现场的施工条件。即对GIS设备的设计图纸、技术资料等详细GIS设备信息进行了解，在此基础上明确施工要求以及质量标准。另外还需要勘查施工现场的环境和条件，最终确定GIS设备的安装标准以及质量等级。

（2）在第一步准备工作的基础上进行总结形成符合实际工程实施的作业指导。在其中细化施工设备、工艺、质量等要素，这些要素要保证科学性和准确性。在实际施工中，需要按照作业指导书中的详细要求展开施工，完成设备安装工作。

（3）GIS设备和传统设备相比还具有一定特殊性，在安装中除需要传统起吊设备之外，还往往涉及到烘干设备、真空泵以及SF6回收设备等，在这些设备使用之前必须进行调试，确保设备能够稳定运行，从而能够保证GIS设备的正常安装。

（4）安装之前委派专人开展技术考察工作，确保制定了详细并且具有可行性的施工方案，对于安装质量检测以及调试校准人员进行资格审查，为后期安装调试工作奠定基础。

3.2安装要点

3.2.1安装环境控制

GIS设备安装中，设备封装金属壳内部的粉尘等杂质以及水分会直接影响设备的运行。在以往实践中也发现因为这些因素影响导致设备故障问题频出，而且安装环境复杂多样也进一步对安装提出更高的要求。因此在进行GIS设备安装中必须考虑施工环境，包括天气、水文等因素。尽可能选择晴天进行安装调试，另外尽可能选择无风沙天气，空气湿度也应该低于80%，避免水分影响；风速条件也尽可能控制，二级风以下适宜安装。对于施工安装现场情况进行实时监控，但出现不能满足GIS设备安装的条件时，需要进行处理，可以暂停施工或者通过有效手段进行治理。比如湿度和温度不达标的情况，可以通过人工抽湿、使用设备加热等方式来降湿增温，最终满足GIS设备安装条件要求。在安装中为有效防止粉尘等杂质对设备可能产生的影响，首先需要保证安装中现场清洁，同时安装人员必须按照相关标准来穿戴统一工作服、工作帽，防止头发等异物进入其中。在进行GIS设备SF6气室安装中，为保证安装质量，还必须要保证一次安装成功。

3.2.2科学选择GIS设备气室干燥物质

为保证GIS设备的稳定运行和使用，往往在设备中进入干燥剂。目前最常用的是粉末状的绝缘性4A型干燥剂，这种干燥剂不仅仅具有良好吸水性，而且耐热性极好，具有较强抵抗电弧冲击的能力。在4A型干燥剂使用过程中，首先进行干燥处理，干燥处理之后取出立即使用，保证在15min之内完成干燥剂封装工作。封装完只会对气室的湿度、气压等基本参数进行测量记录，为后期GIS设备检修维护提供参考参数。

3.3气室抽真空

完成GIS设备气室安装之后，需要利用抽真空的方法对设备进行抽真空处理。在抽真空过程中必须按照要求以及工作规范进行操作，避免停电泵油回流故障。

GIS气室抽真空过程中首先检查抽真空设备，保证其能正常运行，满足抽真空要求。然后注意操作流程，尤其工作结束后先关闭开关再关闭真空泵。对于气室压力情况进行实时监测，抽真空过程中保证气室压力小于133Pa后继续抽真空30min，然后进行抽真空质量效果检测。在5h内气压保持在67Pa以下则合格可以完成下一步安装工作。使用SF6气体来对设备进行最终封装填充。

4GIS设备的调试

（1）首先进行电路电阻检测，采用直流降压法将电流注入被测回路。首先必须保证各相电流相同，然后需要对电流值进行分析，保证电流值满足GIS设备使用条件要求，这一过程必须按照检测标准进行。

（2）对于开关部的绝缘情况进行检查，保证其能满足使用标准。对于测试开关的相关操作元件也需要进行检测调试，保证其使用功能良好。在检测与调试中必须关注各部件之间的连锁反应，并进行分析保证其指令应答性能灵活。

（3）GIS调试检测中耐压实验十分重要，是检测设备质量的重要指标，衡量GIS设备长期运行下的稳定系数，通过耐压测试能够发展设备潜在损伤问题，有效规避或处理各项事故。在耐压测试中，只有保证测试过程中不出现击穿情况或者闪络情况，才能保证GIS设备合格，符合要求。

结语

GIS设备的出现与发展，由于其优越性在变电站中得到有效应用，对于其安装要求以及安装质量提出来更高要求。在进行安装过程中必须对安装人员进行培训，明确安装要点，在安装之后进行检测和调试，保证设备可以很好应用，进而保证220kV变电站运行的安全性与稳定性。

参考文献

[1]刘蓉蓉，白苏日娜.500kv变电站GIS设备运行维护方法[J/OL].中国战略新兴产业：1-2

[2]唐俊杰.变电站施工中GIS设备与变压器的安装技术分析[J/OL].中国高新技术企业，2017（12）：207-208

[3]潘龙祥.对GIS设备在变电站安装施工中的应用探讨[J].通讯世界，2017（10）：185-186.