变电站HGIS设备现场安装调试及试验常见问题分析与对策

国网宁夏电力有限公司建设分公司 黄晓扬

复合型开关的发展历程是空气绝缘开关-断路器-断路器+隔离/接地开关-断路器+隔离/接地开关+母线，1960年GIS 技术在电气设备中已得到了应用，极大地提升了设备运行整体可靠性。此外变电站HGIS 设备技术的应用帮助设备体积进一步缩小，占地面积也随之降低。在西方国家由于GIS 造价较高往往应用范围会受到一定的限制，而变电站HGIS 设备在使用过程中采用了单断口断路器，不仅可以节约分压电容，同时也能帮助变电站HGIS设备其他部件数量减少。未来这一发展方向能帮助部件实现更加可靠化的发展，与双断口断路器相比较运行安全性与可靠性得以提升，因此也降低了整体维护工作量。

1 设备构成情况探讨

本文主要针对于变电站HGIS 设备进行探讨，这种设备从归属上来讲属于先进水平单断口断路器，操作过程中各方面的结构属于新型OM 型液压操作结构。未来发展过程中凭借这一优势可消除运行过程中液体的气泡，对于操作系统的整体性能有着关键的意义。在这一系统中还使用了防慢分簧片，其作用在于运行过程中能保护液压机结构失压情况下断路器也能进行自动分闸。无论是自动分闸还是合闸操作过程中的动力都是液压动力，这一操作源头上避免了弹簧出现疲劳的现象。

变电站HGIS 设备一般来说为全封闭单相操作方式，这一设备需要位于具有良好导电性铝制金属中、使用可靠的接地外科内部。变电站HGIS 设备中主绝缘系统需使用具有压力的SF6气体，这一气体能够成为导电体，从而完成对地的主绝缘。一般来说SF6气体分为两部分，一部分作用在于监控，另一部分则成为气隔单元。在运行过程中气隔单元中的每一个单元都需使用气密盆式绝缘子，且将之分为数个互相隔绝的气室。但站在电路角度这些气室往往又能进行互相通电。监控部分中的SF6气体属于可监控的气体状态，通过对气体的观察来实现对电路的监控。

变电站运行过程中，变电站HGIS 设备还对套管结构进行了优化。本文主要研究方向是套管结构中的中空结构。中空结构与套管本体一样，在使用的过程中绝缘介质与刀闸气室相互连通。在变电站运行的过程中这一技术能消除火灾隐患，避免设备过分老化，其对于工作人员来说意味着绝缘维护的工作量大幅度降低，同时也能够降低成本消耗。

在当下我国变电站发展的过程中，变电站HGIS设备刀闸与开关没有完全封装在壳体中，这两部分通过伸缩节来进行连接。在一般的情况下，使用这一技术之后整体机械强度会比金属壳体强度要低一些，性能也会随之受到影响。在变电站HGIS 设备运行过程中，SF6气体能够根据气隔单元的运行情况来进行实时监控，同时需注意的是，这种监控发生在各自的监控装置内部，与LCP 电气信号相连接。运行过程中每一个气隔单元中都有一套元件，其中包括压力表温度补偿气体开关、气体填充口、慢泄孔、自封接头、SF6配管，以上部件共同组成了整体系统。

2 变电站HGIS 设备安装作业

在变电站建设的过程中，变电站HGIS 设备能缩短整体建设工期。变电站的安装作业一般完整的整串周期为40d，但使用变电站HGIS 设备后能缩短在24d 之内。变电站HGIS 设备在安装与调试过程中基本流程为：首先进行前期准备，这一步骤中包括基础检查、划中心线。其次需要进行开箱，这一步骤主要的作用也是表示暂时就位，在此过程中的主要步骤有：对接作业、安装套管、更换吸附剂、检查遗留物件、抽取真空、注入SF6气体。再次则是需要进行汇控柜的安装，铺设电缆、接线、现场交接实验、安装验收、消缺、运行。

变电站HGIS 设备在运行过程中还需对设备场地进行严格的要求，保证其基础高差能控制在3mm 之内，要求工作人员能严格检查间距，保证设备中心线能够与本体对接[1]。一般安装变电站HGIS 设备主要的难点就在于进行对接，因此需在安装前事先明确对接流程：首先需根据中心线的位置来安装单个CB 单元，保证本体安放就位后需检查其水平状态，保证处于水平；其次在安装过程中需将基础支教焊接牢靠，同时与另一个CB 单元进行对接，依次安装其他单元。

一般情况下由于现场安装条件较为有限，因此在安装对接过程中需使用手动葫芦、吊车，并需在被牵拉单元的基础层面上涂一层黄油，保证能够润滑。在对接过程中起吊机、牵拉葫芦的作用在于能够控制对接中的速度与方向。在对接结束后需使用法兰进行连接，拧紧螺栓，将第二个CB 本体焊接牢固。对接前需检察接口尺寸问题，保证对接前彻底清理本体、法兰、绝缘子之间的灰尘。对接完成后，在起吊过程中需关注套管接线端子板横向施加的作用力，同时严格控制纵向受力，否则将会对套管造成损伤。而对于对接法兰，需使用丙酮或酒精仔细擦拭。绝缘子需使用清洁纸沾酒精擦拭，干燥剂放入本体内部两小时后需密封，干燥剂为一次用品不可循环使用。

抽取真空过程中主回路不能施加电压，同时还需使用安全可靠的措施来保证ES 合上。抽真空管路的过程中需保证连接正确，使用带电磁阀真空泵，避免出现断电后真空泵内油和水银吸入设备中。在气压降低到133Pa 后，需保证在半小时内完成抽取作业[2]。

3 变电站HGIS 设备交接试验、验收作业的探讨

在变电站HGIS 设备交接过程中需遵守相关标准，保证交接过程中能使用厂家数据。检查外观过程中需密切关注套管端子排方向的正确性、气室压力的正常、本体支脚焊接是否处于正常状态、套管及本体是否处于光滑状态、连接处螺栓力矩数值是否处于正常情况等。而在现场试验过程中主要要求如下：

首先需检查回路，需根据设计图纸来进行连接，同时还需检查运行过程中汇控柜以及操作箱的实际情况；其次运行过程中需检查主回路电阻，保证误差值能控制在一定范围内；再次在运行过程中需检查SF6气体是否处于密闭状态，一般来说主要方法在于使用检查仪器来检查连接部位或使用塑料膜包裹住接头，然后在检查过程中需测试报警回路，主要需检查SF6气体压力数值。一般来说CB 低压报警数值为0.55MPa，低气压闭锁的数值应为0.50MPa。随后需测试绝缘电阻，耐压试验前需测试单元电阻数值是否超过1000欧姆，同时需控制、辅助二次回路，保证电阻数值能超过2欧姆。在测试过程中需测试电气、液压两大辅助系统，同时使用汇控柜来就地或远程情况下进行操作。此外还需对SF6气体进行微水测试，保证气体纯度符合要求。一般来说需根据生产厂家的气体检测报告来进行测试，要求气体纯度超过97%。测试的过程中需保证工频耐压，同时在SF6气压下要求能够保证主回路与地间的电压处于稳定状态，持续一分钟时间。

如在现场安装过程中无法开展辅助回路工频电压试验，可使用测试绝缘代替工频电压实验。测试过程中，保证操作性能情况下可使用电动分、合各自五次，手动分、合各自保持两次，观察跳闸线圈能否处于均匀动作。在测试过程中需保证两侧电阻相同、温度稳定、线圈电阻变化不超过5%，温度适中维持在稳定状态。其中在运行过程中的分闸线圈需保证最低动作电压超过33V。在测试的过程中测试时间需维持在70～87毫秒之间，三相不一致的时间不超过4毫秒[3]。

对于一个完整的室外变电站HGIS 设备来说，横向尺寸需与传统设备保持一致，纵向层面则可优化缩短166m，压缩比例超过50%。之所以能够取得这样的成效，主要原因是运行过程中变电站HGIS设备属于积木式布置，同时变电站HGIS 设备可标准化、规模化生产。而主设备在运行过程中无需支架，仅需基础就能够工作，这降低了施工难度，缩短了施工工程量。即使在恶劣天气条件下完整的安装调试也能小于24d，而传统设备在最好的情况下也会超过35d。在一般运行的过程中，刀闸出现事故的频率要远超开关出现事故的频率，使用变电站HGIS 设备后能维持运行过程中的安全性。而在设备价格方面变电站HGIS 设备也拥有较大优势，可节约变电站整体投资。但由于将多种设备集成于变电站HGIS 设备中，因此要求现场开关能进行不断检查，从而保护母线，防止出现较大的安全事故。

4 结语

变电站HGIS 设备在运行过程中拥有很多优势：占地面积小、安装周期短、性能可靠、维护量小。与传统设备相比变电站HGIS 设备在产品与投资两方面具有较大优势及价值，值得进行进一步推广。但由于当下变电站在发展过程中正在向无人化发展，因此对于电力设备提出了更高要求。伴随着未来电网建设工程要求越发紧张，因此变电站需向集成化与紧凑化方向进行发展，这对于后期维护的工作量缩短有着重要意义，能够为变电站设备的进一步发展提供良好的参考价值。