摘要：750kVGIS组合电器设备，适用于运行电压为750kV的电力系统中，作为变电站和输电线路控制、保护和测量用的关键大型设备，其施工程序复杂，安装工艺要求高，在安装过程中对吊装、清洁度、真空度等工艺流程的严格控制是保证设备安全稳定运行的关键。
关键词：GIS组合电器；安装程序；工艺要求
沙湖变电站是宁夏首座750kV智能化变电站，750kV设备首次采用GIS高压组合电器，具有可靠性高、性能优良、占地面积小、维护工作量少等优点，随着宁夏电网的高速发展，750kVGIS设备必将得到更加广泛的应用，所以结合现场实际对其安装工艺进行探讨无疑具有重要的意义。本期安装主母线1388m，共258形态；分支1040m，含串内54形态及分支139形态。
1、基础复核
使用经纬仪在设备基础上每十米确定一个点，再使用墨斗弹线将点连接起来，以此找出孤岛式基础的纵横轴线，在基础轴线之间标出设备轴线，并做出墨线，此墨线在随后的安装过程中将成为设备安装的基准线，因此标线过程中要控制线段精度并做好线段保护工作，以确保在随后的安装过程中，能达到控制设备安装质量避免发生偏移，造成质量事故。
2、施工准备
2.1工器具、仪器及耗材准备
汽车吊、电焊机、真空泵、吸尘器、SF6气体回收装置、CT特性测试仪、500V兆欧表、回路电阻测试仪、露点仪、开关机械特性测试仪、专用瓷套吊具、导体装配车、以及扳手等常用工具；断路器和隔离开关对接防尘篷、母线对接防尘篷、导体清洁防尘篷；砂纸、纱布、无水乙醇、塑料薄膜、白布带、记号笔、杜邦擦拭纸、百洁布、丙酮、防氧化导电脂、密封胶、生料带、压敏胶、VP980及防水胶等耗材。
2.2人员培训
设备厂家对现场施工人员进行培训，使其清楚工艺流程，掌握各个环节的工艺要求。
2.3编制施工方案及现场安装作业指导书。
3、设备安装的工艺控制
3.1现场安装环境要求：
单元装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行，并要采取防尘、防潮措施。
3.2起始安装间隔的选择：
因安装间隔较多，为减少误差积累效应造成设备安装轴线与基础轴线偏斜，应选处于中间位置的间隔为第1安装间隔，然后向两侧延伸。本期沙湖变750kV设备总共四串，第三串为不完整串，第四、第五串为完整串，第六串为不完整串，中间位置为第四串的第三台断路器。将第三台断路器安装完成后再将两侧设备依次进行安装。
3.3设备的吊装及对接:
3.3.1断路器、电流互感器吊装：
断路器的吊装是本次安装的重点，单体间隔重为15t，由于场地限制经过测算断路器吊装时需使用100t吊车，用两根15t尼龙吊带裹在钢筒上吊起后放在划线基础上，安装防尘帐篷，拆除断路器手孔盖板以及断路器、电流互感器单元中盖板，工作人员穿着专用工作服进入断路器内部，路器内部原件及绝缘件进行检查清理，人员出来后用防尘布袋将法兰接口封住，以防止灰尘或杂物进入断路器气室内部。这是因为SF6气体的有效电离系数随电场的增大而激增，在不均匀电场中其优越性减弱，即使局部微小的电场畸变也会使其击穿强度大大降低，所以导体表面光洁度要高，并设法清除各种导电微粒。
在断路器前后法兰面别找中线，依照电流互感器法兰盘最上端两个对称螺丝的中心，用吊线锤找正，即为断路器的中线，用20t千斤顶来精确找中使设备中线与基础中线重合，再使用水准仪以电流互感器法兰边沿为基准，使所装断路器处在同一水平面上，将断路器四条支腿的底板用焊机点焊在基础的钢构件上。
3.3.2隔离开关及主母线的安装：
3.3.2.1隔离开关的安装：
使用70吨吊车将隔离开关吊起放置到安装基础上，到达接口2900mm后停止，以方便导电杆安装。排掉隔离开关中运输用的SF6气体，安装好防尘篷，拆下手孔盖板，工作人员进入后用百洁布从里到外打掉尖角毛刺及氧化层，打完后用手摸试是否平滑，然后进行清洗，金属件只能使用乙醇清洗，内部有油漆的地方和胶圈用乙醇或丙酮清洗，清洗完毕用保鲜膜包裹，使用导体小车推一根导电杆插入断路器侧导体接头中，安装人员边拆保鲜膜边往出退，用尼龙绳吊着使导电杆缓慢插入隔离开关侧导体接头中，将隔离开关与断路器对接，用吊线锤以绝缘盆子孔位为基准检查调整隔离开关中心与基础中心，用水准仪以绝缘盆子孔位为基准，检查调整各相隔离开关的水平处在同一水平面上，连接隔离开关与电流互感器时，导体要涂VP980，用百洁布进行法兰面清理，O形密封圈的安装槽要打磨光滑然后装全新O形密封圈，隔离开关单元与法兰连接时，在定位孔180°方向安装导向销，然后进行连接，对角装入两个螺钉并紧固，换90°方向装另外两个螺钉并紧固，拆掉导向销，装上所有剩余螺钉使用力矩扳手打好力矩，做好标记。将隔离开关支腿与钢架支座临时焊接，然后测量导体直流电阻。
3.3.2.2主母线安装：
将防尘篷吊至法兰对接口处，做好防尘措施，拆开法兰堵板，对母线筒进行清洁处理，同时在导体防尘篷内对导体进行打磨清擦，对即将对接的母线气室进行清洁处理后将母线气室进行对接，完成对接后利用导体小车将导体插入，对支撑架的调整螺丝进行调整，将母线对接完成后插入深度80mm，对主母线进行水平度测试，现场采用水平仪将母线水平误差控制在±1mm，然后测量直流电阻。
分支母线、套管、电压互感器的安装于此类似并且也应处理密封面，装好密封圈，调整好水平度，使其母线筒法兰对正，并保证连接触头的插入深度。
3.4抽真空注气：
3.4.1抽真空：
3.4.1.1抽真空辅助装置的设计：
GIS组合电器的所有电器元件均安装在气室内部，抽真空工序是控制气室内SF6含水量及纯度的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也减少了罐内其他物质(绝缘体、密封体等)内所含的水分所以抽真空工作至关重要。当GIS设备内的固体绝缘介质表面吸附水分时会使沿面电压分布不均匀，造成闪络电压降低。吸附的水分在高气压时易发生凝露现象，使GIS设备在运行时的绝缘性能大大降低，严重时将导致击穿。于此同时抽真空工序又是整个GIS设备安装过程中周期最长的一项工作任务。如果使用常规的抽真空作业方法，难以保证设备安全及施工进度要求。基于此我们设计了抽真空辅助装置，如图1所示：
采用此“一拖三”装置，使用一台4200方/小时的真空机组，可将抽真空速度提高三倍。同时可以安全的使用麦氏真空计准确检测气室内的残压，又可完全避免水银进入气室。即便因为操作不当使水银倒吸，水银也只会进入装置而不可能进入设备气室。
3.4.1.2为了进一步提高安装设备的清洁度，在抽真空之前对设备内部进行第二次清洁，清洁完毕短时间内立即更换分子筛。然后封堵人孔开始抽真空，厂家要求133pa以下，实际安装时抽到4-5pa，使真空度得到充分保证，以满足SF6的纯度要求，同时能抽到较高的真空度也可以判断设备有没有泄漏点。保持一晚上后，测出残压约30pa，再复抽1小时后即可开始注气。
3.4.2注气：
3.4.2.1拆除真空管路后立即注入气体，逐渐打开气瓶阀门缓慢注入，此时只可将气体注到设备额定气压的一半：隔离开关及母线气室注至0.2Mpa，断路器气室注至0.3Mpa。要特别注意相邻气室的压差不能超过0.3Mpa，以避免盆式绝缘子受到气体压力而损坏。当全部气室均充到一半压力时，再逐个将气压补充到额定压力。充气完成24h后，使用灵敏度不低于1μL/L的检漏仪对各气室密封部位、管道接头等处进行检测，判定有无SF6气体泄露。各气室SF6水分含量的测量应在封闭式组合电器充气24h后进行。有电弧分解的气室，微水含量应小于150μL/L，无电弧分解的隔室，微水含量应小于250μL/L。SF6气体纯度不应低于97%。
图1
3.4.2.2气瓶加热装置的使用：
本工程需要SF6气体近2000瓶，若采用常规注气方法，冬季施工时注一瓶气大约10小时，且剩余5kg左右残气无法注入。采用气瓶加热装置，约一个半小时就可注完且基本没有残留气体，可节约大量时间同时避免气体浪费。
3.5电缆敷设及二次接线：
包括间隔间连锁线、密度计至LCP柜、电流互感器至LCP柜、机构至LCP柜。
3.6GIS设备试验
3.6.1、在主回路电阻合格、检漏通过、水分含量和断路器特性等常规试验合格后，即可进行工频耐压试验。实践证明，影响耐压效果的最主要因素是绝缘体表面粗糙度和气室内杂质的危害。所以主回路工频耐压试验的目的在于检查总体装配的绝缘性能即前述工艺标准是否满足要求。
3.6.2、工频耐压试验
3.6.2.1试验方法：电压采用串联谐振产生，主回路耐压试验时，利用被试GIS主回路对地电容及电容分压器与试验用高压电抗器相谐振，试验电压采用电容分压器监视和读取。
3.6.2.2试验电压：根据Q/GDW1157-2013《750kV电力设备交接试验标准》的规定，GIS主回路绝缘交流耐压试验及断口间交流耐压试验按出厂试验的90%选取，即864kV，耐受时间为1min。
3.6.2.3加压程序：
由于静电屏蔽的作用，GIS气室里面残留的微小颗粒通常容易积聚在罐体底部和母线筒盆式绝缘子的上表面。在高电压的加压过程中当电场力超过微粒的重力作用时，导电性微粒开始上浮。特别是在交流电产生的场中，会使微小颗粒一直处于悬浮状态，这样就会将微粒驱赶到电场较弱处即气室或盆式绝缘子的边缘。微小颗粒的存在对耐压效果有很大影响，这就要求在GIS设备正式耐压前，施加电压较低但作用时间较长的电压“老练”，“老练”时间必须大于耐压时间，此过程对于消除微米级的细小颗粒非常有效，这些细小颗粒往往经过一、二次放电以后即被消除掉，可使整体耐压水平提高。所以，加压程序为：0→Um/（462kV）持续5min→1.2Um/（554kV）持续3min→0；主回路耐压加压程序为0→Ut（864kV）持续1min，然后降压到零。交流工频耐压试验全部完成后对所有的法兰对接面打防水胶。
3.7进行远端传动、调试工作，合格后移交、投产、运行。
4、结束语
GIS组合电气设备在安装过程中的清洁度是首要的控制要求，密封性是GIS长期安全运行的关键，按高于厂家标准的真空度抽真空可以可靠保证SF6气体中的含水量和纯度，使用中间向两侧的安装顺序进行设备组装作业提高了安装精度，工频耐压试验则可以最大限度的发现所有绝缘缺陷，耐压试验的一次性通过证明上述安装过程完全符合工艺要求。为满足西北电网长距离、大容量的电力输送和交换需求，学习、分析和掌握750kV电网建设中的关键技术、工艺流程对于更好的建设和运行750kV电网有积极的促进作用。
参考文献
[1]《电气装置安装工程施工及验收规范合编（2014年版）》[M]，中国计划出版社.
[2]国家电网公司750kV输变电示范工程建设总结[M].北京：中国电力出版社，2006.
[3]Q/GDW1157-2013《750kV电力设备交接试验标准》[S].
[4]750kV超高压交流输变电技术资料汇编[C]
[5]800kGIS设备安装说明书，西开公司，2014.
论文作者:张耘溢
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：断路器论文; 耐压论文; 母线论文; 设备论文; 气体论文; 导体论文; 真空论文; 《电力设备》2018年第26期论文;