恶劣环境下户外GIS分支母线安装工法研究

顾刘鱼

（贵州送变电有限责任公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

GIS设备是变电站（换流站）的重要设备之一，户外GIS分支母线安装受低温、沙尘（雾霾）等恶劣环境的影响较大，是GIS设备安装的重难点。户外GIS分支母线安装质量，不仅关系到GIS设备安装能否按期完成，而且直接影响到变电站（换流站）电气设备系统的安全可靠运行。根据相关规范及厂家技术文件要求，GIS设备安装环境温度应保持在-10～40 ℃，洁净度达到百万级以上；无风沙和雨雪，空气相对湿度小于80%。220 kV及以上电压等级户外GIS设备安装时，应设置防尘棚，并对安装温度、湿度和洁净度进行实时监控[1]。若现场环境不满足户外GIS分支母线安装要求，则很可能影响GIS设备安装质量。针对户外GIS分支母线安装难点，根据工程实践，通过自主研制的户外GIS分支母线安装防尘棚的应用，形成了恶劣环境下户外GIS分支母线安装工法，改善了传统形式下户外GIS分支母线无法在低温、雾霾环境下安装的问题，保障了GIS设备安装工期与安装质量。

1 工法特点

1）本工法运用自主研制的户外GIS分支母线安装防尘棚，其移动方便、使用安全，既能够适用于地面GIS设备安装，也适用于高空GIS设备安装作业。

2）本工法安装过程简单，仅需两人配合即可完成安装，与市场上在售的厂家防尘棚与箱体式成品防尘棚相比，性能更优。

3）本工法能够减少外界环境对户外GIS分支母线安装的影响，以确保安装如期完成。

4）本工法具有较强的安全性，所用的户外GIS分支母线安装防尘棚选用轻质材料加工而成，设备吊装对接时吊车司机能够清晰观察并执行操作。

5）本工法投入成本小，仅需人工费和材料费，成本集约性强。

6）本工法在防尘棚制作、组装上的流程规范合理，安装过程简单，无须较高的技术门槛，通过查阅安装工艺即可完成安装。

7）本工法可解决现有户外GIS分支母线安装防尘棚设计、安装、技术上的局限，使户外分支母线安装防尘棚质量得到保障。

2 适用范围

本工法适用于低温、雾霾等恶劣环境下户外GIS分支母线安装。

3 工艺原理

本工法基于户外GIS分支母线安装条件，综合考虑安装的技术性、经济性、安全性、难易性、周期性，通过3 mm水晶板、加热片式电暖器、插电式净化器等进行户外分支母线安装拼装，并将加热片式电暖器和空气净化器通电5、10、15、20 min后，采用DT-9880尘埃粒子计数器进行颗粒度检测，采用温湿度计进行温度、湿度检测，经检测满足安装洁净度及环境温湿度等要求后完成安装。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

恶劣环境下户外GIS分支母线安装工法流程：GIS分支母线安装防尘棚安装准备→GIS分支母线安装防尘棚现场拼装→GIS分支母线安装环境检测→户外GIS分支母线安装准备与检查→户外GIS分支母线安装→安装完毕。

4.2 操作要点

4.2.1 GIS分支母线安装防尘棚安装准备

在GIS分支母线安装前，准备户外GIS分支母线安装防尘棚相关材料和设备。在材料上，准备由普通方钢制成的骨架材料、由可折叠水晶板制成的底面以及厚3 mm的水晶板。其中，普通方钢20 kg左右，皮革材料10 kg左右，水晶板10 kg左右。在设备上，准备防尘棚环境配置所需的空气净化器、电暖器。

4.2.2 GIS分支母线安装防尘棚现场拼装

运用GIS分支母线安装材料进行现场拼装，防尘棚设计尺寸为长3 m、宽2 m和高2 m。安装过程中，严格依据GIS分支母线安装防尘棚图纸及说明书拼装，要求拼装过程防尘棚长度规格允许偏差±2 cm，宽度规格允许偏差±2 cm，高度规格允许偏差±2 cm。安装中应注意各材料和设备轻拿轻放，不得出现损坏和磕碰问题。如有防尘棚缺陷需要现场解体检查时，应及时上报现场监理，在得到监理与技术人员的答复后方可进行解体。若在安装过程中存在其他可能影响安装的因素时，应采取必要的措施进行GIS分支母线安装防尘棚保护。

4.2.3 GIS分支母线安装环境检测

在GIS分支母线户外安装防尘棚拼装完毕后，根据相关规程规范及厂家技术文件要求，对现场安装环境进行检测，确保现场环境符合GIS分支母线安装要求。在检测过程中，将加热片式电暖器和空气净化器通电5、10、15、20 min后，用DT-9880尘埃粒子计数器进行颗粒度检测，用温湿度计进行温度、湿度检测，在检测合格后完成安装，洁净度及温湿度要求：≥0.5 μm颗粒，≤3.5×107个/m3；≥5 μm颗粒，≤2.5×105个/m3；湿度＜80%，温度-10～40 ℃。

4.2.4 户外GIS分支母线安装准备与检查

户外GIS分支母线安装分为技术准备、人员组织、机具准备和基础划线准备。在技术准备方面，准备项目厂家资料、施工图纸和施工技术指导书、技术交底资料，要求技术准备工作充足；在机具准备方面，要求吊车、吊具、试验设备等专用安装机具准备齐全；在基础划线方面，依据设计图纸在基础平面上划好GIS分支母线的中心线，进行基础定位。同时，GIS分支母线在安装前进行检查，按照安装间隔的顺序开箱，依据先后次序进行摆放，在开箱检查时注意小心谨慎，不得损坏设备。在分支母线开箱后，认真核对分支母线以及相关的安装附件型号、规格、数量等是否一致，并填写GIS分支母线安装检查单。

4.2.5 户外GIS分支母线安装

在安装过程中首先检查户外GIS分支母线支架的中心和高程，要求分支母线安装符合设计图纸要求。安装前首先将GIS分支母线水平置于支撑架上，然后打开运输保护端盖，进行全面检查和清扫，使其保持清洁干净。在进行全面检查和清洁后，采用尼龙吊带将GIS分支母线水平吊起与相关设备对接。

1）母线导体插入尺寸（超行程）测量：（1）测量导体端部距离母线筒法兰面端部尺寸L1，如图1、图2所示；（2）测量触座端部距离母线筒波纹管法兰面端部尺寸L2，如图1、图2所示；（3）L1-L2即为导体的插入尺寸。

图1 波纹管在左侧时

图2 波纹管在右侧时

2）“O”形密封圈的安装：（1）核对密封圈的型号、规格是否符合当前装配的要求；（2）检查密封圈外观质量应完好，无划伤、凸起、起泡等质量缺陷；（3）用白绸布浸无水酒精将密封面和密封槽擦拭干净，检查密封面、密封槽及密封垫是否有缺陷，在密封槽外涂一薄层气体密封胶[2]；（4）连接导体部位涂抹导电润滑脂（少许）；（5）将“O”形密封圈嵌入密封槽内。

3）母线的连接：（1）使用导正工装连接母线；（2）将导正工装旋入绝缘子连接丝杠（对称装配2条）；（3）将母线筒水平吊起，慢慢移向连接处；（4）沿导正工装导正方位合并到母线对接口；（5）按对角方向预紧固法兰螺栓；（6）确认无误后拆卸导正工装；（7）用水平尺确认该间隔水平位置，用调整垫找平（注意：每个支撑点所使用调整垫数量不得超过3片）；（8）使用力矩扳手按对角方向紧固全部螺丝；（9）用塑料布将对接法兰包扎好。

5 设备与材料

恶劣环境下户外GIS分支母线安装工法主要设备与材料如表1所示。

6 质量控制

1）由于GIS为分件运输、现场组装，安装前必须详细测量和核对整个基础面的标高、轴线，其质量标准应符合有关规程，并满足厂家的公差要求。

2）严格按照编号进行装配，不得随意混装，单元的安装位置和相序须经厂家现场确认无误后才能进行安装。

3）母线对接时导正工装应顺利进入，不得有卡涩现象，否则需要调整间隔的水平位置，不允许强行安装。

4）母线对接时如现场无吊装工具，间隔平移时须使用跨式千斤顶，不建议使用手拉葫芦。

5）为防止母线出现位移，母线安装完毕，待母线气室的SF6气体补至额定压力后再安装母线连杆，连杆安装完毕后，再将波纹管螺母松开。

6）对接法兰面应平整、清洁、无划伤，所有密封面都要用洁净的软布蘸酒精清洁干净。对不光洁的密封面，用百洁布或细砂纸油石研磨修光，研磨时应沿圆周方向移动，以防研磨不当而形成径向贯穿性的泄漏通道。

7）充气设备渗漏主要发生在法兰连接处。安装时应详细检查密封圈材质及法兰面平整度是否满足标准要求，螺栓紧固力矩应满足厂家说明书要求，不得过拧。

8）建立GIS装配作业登记制度，在每个GIS法兰面封闭前，工作人员须认真检查装配情况，并填写作业检查卡，经厂家确认无误后（关键部分必须经厂家签字认可）再进行封闭，以确保安装质量。

9）检查、试验与安装进度一致，为确保试验的有效性，所有试验都必须提前通知厂家现场人员，并要求厂家在场参与试验。

7 安全措施

1）所有施工人员必须在进行三级安全教育，经考试合格后方可进行施工；无关人员严禁进入作业现场；电工、起重工等特殊工种必须持有效合格证件作业。

2）每天上班前开站班会，交任务、交技术、交安全、交环境，并签字确认。

3）设备吊装用索具应校验合格，且在有效期内使用。

4）打开GIS气室前必须确认气室内部的气体压力已完全释放，才能拆卸盖板或端盖上的紧固件，以防内部气体压力快速释放而造成人身伤害事故。

5）进入GIS设备内部作业前，应检测设备内部氧气含量不小于18%方可进入；作业人员进入设备内部后应向设备内部连续充入干燥空气保持通风；人孔处应设专人监护并及时与内部人员联络。

6）高处作业人员必须按照规定挂好安全带，穿紧身衣及软底布鞋。工具及物料都应有防坠落措施，上下传递物料时必须使用上料绳，严禁抛掷。

7）进行老变电站扩建施工时，靠近带电区域的设备及吊车机械都应挂设接地线，做好防静电措施。

8）充SF6气体时，要利用气体减压装置，以低于额定压力的充气压力缓慢地充入，且被充入气室的压力不能超过本产品铭牌上的规定压力限度。

9）电动工具及安装机械等用电设备使用时必须装设漏电保护器，且使用完毕后及时切断电源，防止发生用电安全隐患。使用砂轮锯切割及磨光机作业时应戴好防护眼镜，防止铁屑伤眼。

10）安装现场设置专人保持现场清洁，对温湿度等环境指标加强监测。避免交叉作业，采取有效的防尘、防潮、防污染措施。

8 环保措施

1）施工场所配备“可回收”及“不可回收”垃圾箱，施工废料垃圾分类存放，做到随干随清，现场严禁遗留施工垃圾。

2）安装过程中应对SF6气体进行严格控制管理，做到随用随领取，用毕及时关闭气瓶阀门，杜绝“跑”“漏”气现象，空瓶及时归还；当已充气的设备需要释放SF6气体时，应做好SF6气体的回收工作，严禁直接将SF6气体排入大气中。

3）作业区域应保持干净、清洁，及时清理设备开箱板并运出施工场地。

4）使用酒精、丙酮等易挥发的液体材料时，及时做好容器密封，防止挥发浪费。

5）油漆用毕后要及时封闭、防止泄漏，施工完毕后漆桶、毛刷等固体废弃物应及时回收到指定位置，规范处理，不得焚烧。

6）严格执行SF6气室的密封及检漏程序，发现漏点应及时处理，确保泄漏率控制在国家允许的范围内。

7）安装过程符合所有安全文明施工的要求。现场布置适当的警示标志牌，以确保工作人员在安装过程中不进入危险区域。

9 效益分析

本工法户外GIS分支母线安装防尘棚如图3所示，仅需投入人工成本与材料成本2万元，而采用传统的厂家防尘棚和箱体式成品防尘棚安装投入成本较大，本工法应用中比采用厂家防尘棚节约8.23万元，比采用箱体式成品防尘棚节约3.096万元，经济效益突出。

图3 户外GIS分支母线安装防尘棚

不同安装工艺经济效益对比如表2所示。

表2 不同安装工艺经济效益对比表

10 结束语

在户外GIS分支母线安装过程中，本工法适用性强，可广泛适用于低温、雾霾等恶劣环境下户外GIS分支母线安装，大大减少了现场设备安装风险，加快了安装效率，有效提高了GIS设备的安装质量，对于同类工程的施工探索有着借鉴意义。