變電站GIS設備安裝調試中常見問題及規避途徑

曹強

摘 要：GIS設備是屬于一種氣體絕緣金屬封閉組合電器設備，具有占地面積少、運行維護工作量小、可靠性高、使用壽命長等優勢，在電力系統當中已經得到較為廣泛的應用，是保證變電站正常運轉的十分重要的技術裝備。文章以變電站GIS設備的安裝調試工作為著手點，對其中的常見問題進行了簡要分析，并針對性地提出了規避途徑，旨在為相關工作的開展提供經驗借鑒。

關鍵詞：變電站GIS設備；安裝調試；常見問題；規避途徑

隨著輸變電技術水平的提升，GIS設備在變電站中已經實現了較為廣泛的應用，其對于電網的安全穩定可靠運行會產生直接的影響。由于受到組合電氣高度集成化、緊湊性的影響，在現場安裝和調試GIS設備時通常會存在一些問題，給運行中埋下了安全隱患，甚至會造成設備和電網事故。因此，要針對變電站GIS設備安裝調試中的常見問題找到有效的規避措施，進而保證電力系統的穩定運行。

1 GIS設備概述

GIS氣體絕緣全封閉組合電器，是通過搭積木的形式將變電站除了變壓器之外的全部一次設備實現優化設計和拼接組裝起來的有機組合柜，其內部灌注SF6絕緣氣體，外部元件組是由母線、套管、斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器和避雷器所組成。GIS設備較大程度優化了變電站的空間，將帶電部分密封在SF6當中，與外部環境之間實現了有效的分隔；且金屬殼體不帶電，不會有觸電危險，不會產生電磁干擾和噪音等問題；通常以單元或者是整個間隔的形式運輸，安裝位置距離地面較近，其現場安裝工期有效縮短，且維護方便。但是，GIS設備發生故障不易被排查，且停電范圍較大，施工和修復會受到環境的限制，這對于變電站GIS設備安裝調試工作提出了較高的要求。

2 變電站GIS設備安裝調試中的常見問題

2.1 氣體泄漏

變電站GIS設備并不是高精尖的技術設備，其受到眾多因素的影響，在零部件設計環節容易出現問題，如絕緣子、筒體等部件加工的精度相對較低，在進行安裝調試的過程中的清潔和密封等工作極易被忽略，或者對筒體內壁清潔不細致，部件接口密封不嚴實，安裝設備運行一段時間之后，SF6的氣壓就會發生一定程度的降低，使得GIS設備被迫停運。

2.2 內部放電

變電站GIS設備安裝調試中常見問題內部放電，主要包括了托架絕緣子放電、盆式絕緣子放電。放電問題一是由于絕緣的質量沒有實現嚴格的控制，使得絕緣材料的耐用性和絕緣效果沒達到絕緣標準要求；二是在設備進行安裝過程中，沒有做好絕緣材料的清潔工作，使得絕緣體上粘附微小異物，不僅會對帶電運行造成不利影響，嚴重時還會威脅人身安全。

3 變電站GIS設備安裝調試常見問題的規避途徑

3.1 變電站GIS設備的安裝

3.1.1 嚴格遵守安裝流程

安裝流程嚴格執行做法為：畫地面軸線、間隔就位、模塊拼裝、氣室抽真空、氣室充SF6氣體、二次電纜敷設、接線，盡可能實現一次性安裝合格。

3.1.2 安裝環境控制

由于SF6對水分和雜質的反應較為敏感，對現場安裝環境的要求也較高；且在GIS設備安裝過程中，通常會將氣室打開，因此要做好安裝環境的控制工作，保證空氣濕度<80%，盡可能減少氣室的露空時間。在戶外條件下進行安裝時，應保證風速不大于3級，在氣室打開的局部范圍內還需要設置必要的遮蔽措施，溫度較高的情況下做好降溫工作，并嚴禁安裝人員穿戴粗松纖維的工作服等。

3.1.3 法蘭連接

法蘭的連接主要包括：密封面和“0”型面兩種。當密封面上具有擦傷或者是類似損傷的時候，安裝人員應該利用細砂紙對擦傷處進行磨光，并保證清潔性再進行安裝；在“O”型面安裝前，同樣要做好清潔工作，且保證“O”型圈都被均勻的壓入到密封槽當中；另外，在拼接過程，要保證密封膠圈不會出現移位現象。

3.1.4 組合電氣氣室吸附劑的處理

GIS組合電氣所使用的吸附劑通常為4A型分子篩，在其中不含有導電性和介電常數較低的粉塵等物質，且吸附性能較強，能夠較好地承受高溫和電弧的沖擊。在GIS組合電氣氣室吸附劑進行處理過程中，首先要將吸附劑放置在真空干燥爐之內，將溫度調至200～300℃之間進行烘干，12h后將吸附劑取出并在第一時間將其裝入到氣室，安裝的時間應控制在≤15min。同時為了盡可能的縮減吸附劑和空氣相接觸的時間，對已經裝入吸附劑的氣室應立即進行真空處理；在安裝吸附劑之前，需要對吸附劑進行稱重記錄，當增重超過25%的時候，表明所吸附的水分較多，應進行再生處理；另外，滅弧氣室當中的吸附劑是不可再生的。

3.1.5 氣室真空處理

首先，在連接管路上面增設逆止閥，避免真空裝置在失電時出現泵油倒吸進氣室的問題，還應指派專員進行控制處理。其次，在啟動真空泵時，確保其工作正常后再啟動各個管路的閥門；停泵時應先關閉閥門。再次，當抽真空達到氣室內壓力<133Pa時，應維持真空泵運行30min之后再停泵；靜置30min后對氣室絕對壓力值A予以讀取，5h之后對絕對壓力值B予以讀??；當B與A的差值<67Pa時，表示氣室密封合格，可充入SF6氣體。

3.2 變電站GIS設備的調試

3.2.1 避雷器檢查

與常規的避雷器相比較，GIS避雷器在結構上與之呈現出較大的不同，再加受到現場條件的限制，無法進行常規的性能試驗，因此，在現場并不需要對避雷器的內部進行任何處理。為了及時發現避雷器在運輸的過程發生損壞問題，可以在避雷器上增設震蕩或撞擊指示器，當指示器動作時則可以將避雷器返廠檢查；另外，對于避雷器的試驗而言，可以在完成安裝之后利用母線加壓而實現。

3.2.2 外殼接地

為了減少總接地電阻值，變電站GIS設備通常會采用銅質的接地網，且所有連接殼體和接地網的連接線所采用的同樣是銅質材料；在各個氣室還具有橡膠密封圈和盆式絕緣子，因此在各筒體間需要設施跨接的銅排，且其截面積應保持和主接地網面積的相同；同時GIS電氣所采用的多點接地方式的具體接地點設置應嚴格按照設計要求。

3.2.3 耐壓試驗

現場耐壓試驗是檢驗變電站GIS設備性能的最后一個環節。按照交接試驗的規程，現場耐壓應為出廠耐壓試驗電壓的80%，具體試驗加壓操作如下：通過3kV/s的速度將試驗電壓升至額定運行電壓，持續1～3min，對GIS設備和試驗設備進行觀察；然后將試驗電壓升至184kV，持續1min，按照以上方法分別進行每相試驗。需要注意的是，GIS設備還會承受雷擊過電壓和操作過電壓，在對其進行耐壓試驗時還應對其予以關注。

4 結束語

綜上所述，變電站GIS設備的性能良好是電網安全運行的核心要素，GIS設備安裝調試工作的正確性和高質量對電網的穩定具有決定性作用。變電站GIS設備安裝調試中的常見問題主要體現在氣體泄漏和內部放電兩方面，因此需要嚴格按照安裝流程進行GIS設備的安裝，并做好安裝前的清潔工作，注意法蘭連接和氣室抽真空充氣兩個環節；GIS設備進行調試應做好對一次回路直流電阻試驗、避雷器檢查、外殼接地、二次回路試驗以及微水含量測量等環節的質量控制，從而保證電網運行的安全性與可靠性。

參考文獻

[1]何志銘.淺談變電站施工過程中GIS設備的安裝與注意的問題[J].經營管理者，2012（18）.

[2]李建.試論水利樞紐電站GIS設備的安裝與調試問題[J].科技與企業，2014（05）.

[3]張澤華.淺談變電站戶外GIS設備基礎預埋件及面層施工工藝的改良[J].通訊世界，2015（06）.

[4]林明道.對變電站工程中電氣設備安裝技術的探討——以深圳

220kV紅坳變電站為例[J].技術與市場，2011（08）.