变电站GIS安装工艺探讨

变电站GIS安装工艺探讨

戴伟豪

广州市电力工程有限公司广东广州510000

【摘要】当前，气体绝缘金属全封闭组合电器(GIS)在变电站中得到广泛的应用，研究GIS安装工艺对提高GIS安装质量具有十分重要的意义。本文结合某变电站工程实例，对GIS安装的内容进行了介绍，并通过对GIS安装工艺的改进，提高了GIS的安装质量，可供其他GIS安装施工参考借鉴。

【关键词】变电站；GIS；安装工艺

0引言

随着我国社会经济的快速发展，电力系统在经济发展中发挥着越来越重要的作用，人们对电力系统的供电质量提出了更高的要求。在电力系统中，GIS以其占地面积少、可靠性高、使用寿命长、运行维护简单等优点得到广泛的应用，其安装施工的质量直接关系到电力系统的安全、可靠运行。因此，研究GIS的安装工艺，提高GIS安装工艺的施工质量具有重要的现实意义。

1工程概况

某220kV变电站远期规划建设4台240MVA变压器，(近期安装2台180MVA)，220kV线路4条，110kV线路4条，35kV线路12条。主变压器选用SSZ11–80000三线圈自动有载调节变压器。220kV室外高压设备选用ELK–14六氟化硫绝缘金属封闭式组合电器，110kV室外高压电气设备选用ZF12–126kV封闭式组合电器。即通称为GIS设备。

2GIS产品现场安装的主要内容

2.1GIS的整体组装

高压封闭式组合电气设备即GIS的安装质量关系到变电站的整体正常运行生产，因此，如何保证施工过程中的安装质量，是关键的一环。封闭式组合电气实际上是厂家按照设计的要求，将各种不同功能的电气设备(如原来安装在室外的断路器、电压互感器、电流互感器、避雷器、隔离开关、接地刀闸、软(硬)母线等，通过技术手段，在保证安全和各设备功能正常发挥的情况下，将它们有机的组合在一起，并使原来占地庞大的室外高压设备压缩在小巧的本体间隔箱内。现场主要的工作是用母线(母线安装在母线管内，三相共箱)将各种功能不同的设备间隔连接起来，形成一个设备功能强大、监控功能齐全的室外高压配电系统。所以，现场的工作量并不是太大，关键是如何在现场把每一节母线管段和母线管内的导电母线按规范要求连接好，确保万无一失。才能够保证设备在今后的运行过程中安全、可靠。

综上所述，要保证GIS能够正常发挥功能作用，除了厂家在生产过程中严把生产环节的质量关外(生产厂家有严格的产品生产的环境要求和生产检验的技术规范)，设备到了现场，施工现场往往地面不平、风沙大、湿度高、尘土多、温度(低)高、且母线管段安装高度往往在1～4m之间。施工条件根本不能与生产车间的生产条件同日而言，因此，如何把好设备到现场后的最后一道安装工艺质量关尤为重要。

2.2现场安装的主要部件——母线导体、动触头、静触头和母线管

目前，施工队采用吊车、软带吊挂的方式，直接进行母线管内静、动触头承拆对接。如图1、图2所示。这样的安装工艺，所完成的质量确实令人担忧。为了更好的分析这种施工方案的利弊，首先必须对该产品各间隔设备的静、动触头、导电杆、母线管、伸缩节等一些基本构件的功能、特点、作用有所了解。所以，扼要分析一下这种粗放的施工方法可能对产品质量安全造成的危害，分述如下。

静触头，它是安装在本体间隔上需要电气引出的导体母线端部，即它的出口与母线管的三个动触头连接。它的外径113mm，内径88mm，插口深度52mm。底座有一个开口间隙，宽度1.5mm，是动触头到位后和主母线紧固的调整位置。触头内似螺纹状的就是导电带，在母线接触不良时，用来接通电流，主回路电流主要是通过母线导通。

导电母线、动触头。

三相导电母线同时安装在母线管内，实际上导电母线的头部还有一个过渡接头，形状如图4，它的作用就是在安装时将它插入图3的静触头内，然后用自身螺栓紧固，使动、静触头紧密接触，除了保证正常的工作电流通过外，还要保证在事故状态下的短路电流都能安全通过。导电母线是管状导体，直径86mm，内径54mm，单边壁厚6.5mm。长度根据设计要求而定，三相母线通过盆式绝缘子固定在母线管内，如图5所示。

GIS母线是圆形管状的硬母线，将A、B、C三相母线均匀地装在直径720mm的母线管内，故称三相共箱。根据用户的需要和设计本身的技术需求，现场的母线管形状比较多，有直的，有弯的。且大、小不等，每段长短不一，母线管有3.5m、3.0m、2.2m三种长度。但是同一母线的母线管直径大小一致，形状一样，且都在管内至少设置一个母线环形绝缘座。用于固定均匀分布在母线管内的三相母线。

3原有安装工艺可能造成的质量后果

如图1、图2所示，施工方用吊车、吊钩、两个手拉葫芦，两条吊绳分别系在母线管段的两点进行施工，中心线、水平线，左右，上下都是通过对吊车的人工指挥来实现，水平是通过水平尺的检测(基本上是人工目测)，然后靠两个葫芦手动微调整来完成，整个安装过程母线管都是处于自由的晃动状态，所有的小幅度校对、控制调整都是人工凭目测、经验来进行。但是在安装过程中，可能出现以下情况。

一是动触头插入静触头后或者在整个动静触头调整对位的过程中，伸缩节和法兰还没有安装紧固，母线管的另一端都可能产生移动，如果这个移动超过动、静触头的间隙范围(单边间隙0.3mm)，动、静触头就有可能造成直接碰触、损伤，这会给设备留下难以发现的致命硬伤(设备本身对母线管内部的结构要求非常高，不允许出现凹凸不平和毛刺，避免产生内部尖端放电和导体接触不良，导致内部发热引发事故)。如因安装碰触产生毛刺，就会形成局部放电；如果动静触头接触不良，局部接触电阻就会增加引起发热，因此造成的后果不言而喻。

二是这种软连接的吊装方法依靠经验和目测的施工工艺，注定要对GIS动、静触头的中心线，水平线进行多次的、反复的调整，这样不仅造成设备误伤的可能性大，同时还会延长间隔气室在大气中的暴露时间，且造成的损伤有时根本没有被发现。另外，现场的地形、沙尘、环境等影响，还有施工人员违规徒手触摸动、静触头和母线导体部分，这些都是设备潜在的安全隐患。所以，这样的安装工艺可能会使设备质量大打折扣。

综上所述:这种带有明显工艺缺陷的安装方法，显然不适应安装GIS这种电网中的核心设备，应该给予积极的探索改进。

4变电站GIS安装工艺的改进

为在保证产品安装质量的前提下，减少产品的质量隐患，提高安装施工效率，对上述安装工艺改用吊车、吊绳、自制两个可以拆卸的小车、现场临时搭设基础平台的办法，可以有效地控制母线管的上、下、左、右的晃动，保证中心线、水平线很快吻合，动、静触头可以迅速插入就位，这样可以有效地减少设备碰撞误伤的可能，缩短间隔气室和母线暴露的时间，现场安装如图6所示。

4.2使用方法

就地取材，用工地搭设脚手架的钢管(施工现场很多，取材方便)，根据地形特点和母线管的安装高度搭设一个长2m、宽1m左右的平台(高度和操作平台大小可以根据现场实际需要而定)，如果母线管安装高度1.5m以上，要加斜撑，构架要大致水平但必须稳定，上面铺一块较为平整的模板能够方便管车通行即可。管车运行距离控制在0.3m以内，这样可以减少搭设构架面积，减少费用。

构架搭设完毕，铺设模板，将2个管车按母线管方向纵向放好，(注意管车的运行方向是双方向的)借助吊车将母线管吊起，放置在两个管车上，就可以利用管车上的千斤顶、四个方向上的微调螺栓进行水平、中心以及设计要求的X轴线Y轴线进行微调(可以调节50mm范围)，中心调整和动、静触头表面处理后，将母线(动触头)直接推入，然后用专用工具和力矩扳手把静触头上的紧固螺栓锁紧(即静触头的1.5mm间隙，锁紧后几乎没有间隙)就可以了，其他程序没有变化。管车设备结构简单，轻便，组装方便，一劳永逸，可以自己现场制作，整个造价不超过500元。如果改用这种安装工艺，有以下几个优点。

有效防止安装过程的质量隐患。整个施工就位过程没有软点吊装晃动对接的过程，所以不存在设备安装过程中设备的动、静触头因为碰触导致设备损伤而引发的质量隐患问题。

减少环境对产品质量的影响。由于安装进度快，可以有效地缩短间隔气室和动、静触头外露时间，减少环境对设备内部元器件的质量影响，产品质量可以得到有效保证。

技术要求减低，人工成本减少。不会因为施工人员的技术娴熟程度和经验问题、给设备留下潜在的质量隐患。不需要很多的技术骨干人员，只要分工明确，辅助工都可以胜任。

5结语

综上所述，GIS设备是变电站中的重要设备之一，其安装施工的质量关系到变电站的安全、稳定运行，并对电力系统的供电质量具有十分重要的影响。因此，必须要深入研究GIS的安装工艺，找出安装工艺中的不足，并对其进行改进，从而提高GIS的安装质量，确保其正常、稳定运行。本文对GIS的安装工艺进行了改进，取得了良好的成效，可为其他工程GIS安装施工提供参考。

参考文献：

[1]杨晓玲,王承勇,郭大奎.锦屏一级水电站550kVGIS安装质量与进度控制[J].机电工程技术.2014(12)

[2]李仕晰.向家坝右岸500kVGIS安装与监理[J].水力发电.2014(01)