摘要：室外GIS安装时，其安装环境控制无法达到工厂化生产时的防尘程度，如何在现场实现无尘化作业的及时的环境控制，一直是现场安装过程探索的重点，安装工艺术的好坏，直接影响到设备的使用寿命GIS设备以其结构紧凑、运行可靠、维护方便等优点，已成为变电站的标配。为防止发生漏气、放电等故障，GIS设备的安装过程对环境的微尘度、微水度都有异常苛刻的要求，而现场安装过程中需要打开密封的壳体、露出内部机构，设备的内部结构极易被环境灰尘、潮气等杂物污染，因此其作业过程的防尘控制直接关系到GIS投运后的安全可靠性。特别是室外GIS安装时，其安装环境控制无法达到工厂化生产时的防尘程度，如何在现场实现无尘化作业的及时的环境控制，一直是现场安装过程探索的重点。
一、GIS设备安装全过程环境监控
1、通过搜集已建、在建工程的GIS设备安装现场作业环境的技术参数，通过调研国内GIS制造厂家，明确110kV～1000kV各电压等级的GIS安装环境的控制指标，确定220kVGIS的安装环境要达到如下要求：
粉尘度﹤20CPM（洁净度达到百万级以上，参照GB50073-2013）；湿度不超过70%；温度10～25℃。
2、在设备安装前一周时间，安排人员使用激光粉尘仪等设备对现场进行多点、多时段的环境数据监测，查找作业区域的粉尘来源。如施工现场土建、电气交叉作业，GIS电器混凝土基础水泥粉未扬尘；附近道路行驶车辆、周边工地施工扬尘等一切影响现场粉尘超标的原因，为GIS防尘设计提供依据。
3、GIS设备安装过程中，为确保设备安装的环境始终符合要求，现场在作业区域设置1到2个环境实时监控点，由专人使用激光粉尘仪、电子温、湿度表进行实时监控，保证GIS设备本体密封打开时作业环境符合要求。
二、GIS设备安装防尘方案的设计思路
通过对GIS设备生产厂家的生产车间进行调研，对GIS安装全过程粉尘源产生途径进行分析后，研究出一套“挡尘、抑尘、降尘、除尘、绝尘”的五级防尘的方法。具体为一级：水喷淋；二级：防尘网；三级：除尘间；四级：防尘棚；五级：防尘罩
水喷淋主要是对GIS作业区域周边及站区道路扬尘区域采取水喷淋降尘措施。主道路及大面积扬尘区域采用车辆进行洒水降尘。防尘网外侧3m处采用人工喷洒进行局部降尘方法，每天早中晚喷3至5次，每次以场地润湿为标准，有效的减少了现场周围飞扬尘土。
防尘网宜采用脚手架钢管配合双层密目网搭设6m高的整体防尘网，将GIS安装区域与其他施工区域隔离。地面敷设细密防尘网膜覆盖尘土，有效减少地面的尘土飞扬。GIS混凝土基础面上铺设地板革，有效的隔离了大块基础上的细沙等颗粒物。
除尘间主要用于人员自带粉尘的清除。人员在除尘室内更换专用无尘服、工作鞋、工作帽后才能进入工作现场。杜绝了人员自身携带粉尘进入作业区域。
为清除设备长途运输及存放过程中，设备表面沉积的灰尘，现场在防尘网外设置了设备清洗区，安排专人清洗设备附件，将设备自带灰尘清洗干净后才吊入防尘网内的安装区域
防尘棚、防尘罩等设施的研制原则：尺寸合理保证GIS设备安装时作业人员有足够的作业空间；防尘棚能够形成可靠的封闭空间，将作业区域与外界超标环境隔离；防尘棚的构架结构拆装方便，能够根据设备尺寸组成不同规格的防尘棚模块，满足各类型的GIS设备防尘需求。结构具有一定的稳定性，能抵抗7级风；防尘棚能够方便快捷的转移；防尘棚的围布应有足够的强度，能够承受一定的压力。吊装孔洞预留合理，开启方便。透光性和耐候性能够满足施工需求；防尘棚应预留干燥空气、除湿机等设备接口，便于内部环境的调节。
根据上述原则和220kV室外GIS特点，设计组装单元间隔和出线套管两种专用防尘棚。其中间隔单元防尘棚设计为7.8m×7.8m×4.5m的整体设计，能够将两个间隔电源全部封闭后进行安装。对接的主母线筒及出线分支母线从安装预留孔进入防尘棚内，采取封闭措施后进行对接作业，有效杜绝了外界粉尘和潮气的侵入。
出线套管防尘棚用于主变间隔分支筒和出线套管的安装防护。套管吊装时的法兰对接面在防尘棚封闭区域内完成。出线套管防尘棚还可用于长母线筒的对接。
同时要考虑现场的设备基础及地面的不平整性，在围布下部应设置有0.5m长的地脚围布，并在钢结构的地脚支撑杆上设置有调节孔，可在0.5m的额度内调整防尘棚底部尺寸，能够与地面敷设的防护材料重叠，从而形成密闭的封闭空间。
在防尘棚的钢架结构设计上，采用了标准件拼装设计。能够根据不同规格型号的GIS设备尺寸拼装出所需防尘棚模块，极大提高了防尘棚的通用性。防尘棚的钢结构的标准件选采用空心方钢制作，棚顶形成坡面，各钢架构支架均可方便快捷的拆装。同时在地脚支撑杆底部设计有移动滑轮，便于防尘棚的移动。
防尘棚的围布，采用夹丝塑料布，具有很好的强度。同时有着较好的透光性和耐候性，能够长期户外使用。为便于设备部件安装，防尘棚上预留有各种的吊装孔洞。预留孔洞仅在部件吊入时打开，部件吊入后立即进行封闭，并与设备吊装防尘罩配合使用，及时将作业区域封闭。在防尘棚的四角余留有浪风固定点，使用使用浪风绳固定，增强了防尘棚稳定性和抗风能力。为便于改善防尘棚内部的超标环境，在防尘棚上设置有干燥空气、除湿机、吸尘器等设备的接口，各种设备能够快捷方便的与防尘棚对接，进行防尘棚内部作业环境的调节。
防尘罩用于设备吊装过程中防尘棚的预留孔洞打开后的封闭。其随吊装部件一同起吊，随吊物一起移动覆盖防尘棚预留孔洞上，确保设备组装过程的全过程封闭，GIS的各对接单元的法兰面采用定制的法兰防尘罩进行密封，当对接法兰清洁干净后，立即用法兰防尘罩封闭，缩短设备内部的暴露时间。
三、对已超标的作业环境处理原则
如果作业环境已超标，现场采取向防尘棚内持续充注干燥空气的方法排除内部湿气，同时使防尘棚保持微正压，可以防止外部湿气的侵入。对于温度超标等问题，采用干式空调扇等设备进行环境温度的调整。实现了除暴雨天气外其他气候条件下GIS设备的持续有序安装，提高了安装的效率。
四、成果应用效果的预测
通过上述一系列技术措施的实施，切实保证了GIS安装的环境要求达标。通过对现场防尘棚内外环境的实时检测对比，外部粉尘度、湿度等严重超标时，防尘棚作业过程的粉尘度始终＜18CPM、湿度低于60%，温度低于40℃，无风，达到工厂化无尘作业的安装水平，能够满足220kV电压等级的GIS安装要求。
同时改变了环境气候对GIS设备安装造成的影响，使得GIS设备基本不受环境的影响。对保证设备安装工期，确保变电站的按时投运。对区域电网建设有着重要作用。
项目成果不仅可以在新设备安装时可以应用，在设备抢修时，也能够起到关键作用。解决了运行的GIS设备故障时，因作业环境超标无法检修的难题。对缩短检修时间，提高电网稳定性有着重要作用。
项目的成功实施，同时提高了GIS设备安装的工艺质量，基本杜绝以往因安装环境超标因素导致设备内部有微尘，使GIS设备产生漏点和内部放电事故。提高了设备运行稳定性，降低了设备非正常停电事故率。对稳定电网结构，为社会提供优质能源起到重要作用。
作者简介：
张弛，男，1964年5月，汉，安徽省芜湖，大学专科，主要研究方向：输变电工程质量管理及输变电工程造价管理
论文作者:张弛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：作业论文; 设备论文; 环境论文; 粉尘论文; 现场论文; 设备安装论文; 区域论文; 《电力设备》2018年第32期论文;