GIS安裝管理論文
摘要：GIS與傳統敞開(kāi)式電器相比有很明顯的優(yōu)越性。本文從安裝、試驗、外殼接地等幾個(gè)方面闡述了GIS在現場(chǎng)運用中應該注意的幾個(gè)方面，并提出了幾個(gè)有待完善及解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：GIS安裝試驗外殼接地標準化
1、GIS概述
GIS的定義為：全部或部分采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設備。它是由短路器、母線(xiàn)、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器組合而成的高壓配電裝置，全稱(chēng)為gasinsulatedsubstation。GIS采用的是絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的六氟化硫(SF6)氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，并將所有的高壓電器元件密封在接地金屬筒中，因此與傳統敞開(kāi)式配電裝置相比，GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長(cháng)、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)30多年的研制開(kāi)發(fā)，GIS技術(shù)發(fā)展很快并迅速被應用于全世界范圍內的電力系統。目前，隨著(zhù)全球電力系統自身的發(fā)展以及對系統運行可靠性要求的日益提高，GIS技術(shù)必將持續發(fā)展，并將成為本世紀高壓電器的發(fā)展主流。
2、GIS的安裝
為了保證GIS安裝的順利進(jìn)行，在施工設計階段，設計人員需要認真考慮以下兩個(gè)方面的問(wèn)題，否則會(huì )給GIS的安裝帶來(lái)許多困難。
首先是GIS的起吊方式。目前戶(hù)內GIS的安裝及起吊的荷載條件大多采用電動(dòng)單梁橋式起重機。起重機起吊速度有兩檔，低速檔主要用于設備就位時(shí)的調整。兩檔協(xié)調應用。如公伯峽330kVGIS工程、棉花灘220kVGIS工程及一些電壓等級更高的電站均采用這種起吊方式，實(shí)踐證明是行之有效的。
其次是GIS設備基礎的預埋方式。通常GIS的載荷條件、留孔及預埋要求均由制造商提供，但基礎的預埋方式是由設計方根據制造商提供的基本資料來(lái)確定的。目前較常用的基礎預埋件有槽鋼和螺栓兩類(lèi)。其中預埋螺栓的施工較簡(jiǎn)單，但調節性差，若螺栓遇到樓板鋼筋，則需要調整螺栓位置，并在需要與之連接固定的設備支架上重新開(kāi)孔，然后對開(kāi)孔進(jìn)行防銹處理。而預埋槽鋼則不存在上述問(wèn)題，因此應用較多。
上述兩方面應在設計中注意。在GIS安裝期間，往往需要設計方代表在現場(chǎng)，此時(shí)設計人員應該了解GIS安裝過(guò)程中的三大要素：即清潔度、密封性和真空度。因為GIS的結構特點(diǎn)決定了安裝過(guò)程本身就是控制GIS運行后質(zhì)量的最后一個(gè)關(guān)鍵階段。
大量的安裝實(shí)踐證明，保證清潔度是GIS總裝和現場(chǎng)安裝中最首要的任務(wù)。國內GIS安裝現場(chǎng)的場(chǎng)地情況通常較差，為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時(shí)應在場(chǎng)地灑水并用水揩凈，在空氣靜止48h后才開(kāi)始安裝。作為電極的鋁管在加工過(guò)程中難免會(huì )存在著(zhù)表面毛刺和鋁屑，這些微粒都是耐壓實(shí)驗中放電的來(lái)源，因此要特別注意保證鋁導體的清潔。這就要求一方面強化對導體加工過(guò)程的清潔檢查，防止出現死區；另一方面在總裝前制造商應增加導體振動(dòng)清潔的新手段，盡量把空心體內部死角的.殘留物清理出來(lái)，或者對安裝前的導體做類(lèi)似局部放電試驗以檢查出殘留的鋁屑和金屬絲。某些國產(chǎn)GIS產(chǎn)品由于管理不嚴，出廠(chǎng)時(shí)GIS內還殘留有雜物，加之許多安裝現場(chǎng)管理不嚴，灰塵漫天，更增加了確保清潔度的難度，所以必須嚴格要求，精心施工。萬(wàn)家寨GIS就是因為GIS內雜物引起試驗時(shí)三次放電，不得不又拆開(kāi)進(jìn)行局部清理，既增加了工作量，又影響了工期，這個(gè)教訓值得引以為戒。
密封性是GIS絕緣的關(guān)鍵，SF6氣體泄露會(huì )造成GIS致命的故障。因此密封性檢查應貫穿于整個(gè)制造和安裝的始終。密封效果主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調整情況。
除上述兩個(gè)關(guān)鍵因素外，真空度的要求是總裝和安裝過(guò)程中的第三個(gè)控制因素，是控制SF6含水量的重要保證措施，它不僅能減少SF6氣體本身的水分，也可減少罐內其它物體(絕緣體、密封體)內所含的水分，一般要求在充入SF6氣體之前真空度要達到133Pa，再繼續抽真空30min。水分對GIS運行的影響關(guān)鍵在于：如果沒(méi)有將SF6氣體控制在0℃以下，則在溫度變化時(shí)絕緣體表面會(huì )形成凝露，所附著(zhù)的水珠和SF6電弧產(chǎn)物發(fā)生反應生成HF等低氟化物，從而導致沿面的絕緣材料和金屬表面劣化。如果將SF6露點(diǎn)的允許值控制在較低值，則在溫度變化時(shí)絕緣體表面凝結的不是水珠而是冰晶，它對絕緣性能幾乎沒(méi)有影響。因此，在IEC及國際上均有規定：充入GIS的新氣體在額定密度下其露點(diǎn)不應超過(guò)－5℃。
3、GIS的試驗
GIS的試驗包括型式試驗、出廠(chǎng)試驗及現場(chǎng)試驗。其中型式試驗是檢驗產(chǎn)品的正確性，驗證GIS裝置的各項性能；出廠(chǎng)試驗是在每一間隔上進(jìn)行的，以檢驗加工過(guò)程中是否存在缺陷；現場(chǎng)試驗是檢查GIS配電裝置在包裝、運輸、儲存和安裝過(guò)程中是否出現異�，F象行之有效的監測方法，是GIS在投運之前必須進(jìn)行的，也是前兩種試驗無(wú)法替代的。
大量的現場(chǎng)試驗結果表明：(1)現場(chǎng)絕緣試驗中往往會(huì )發(fā)生零件松動(dòng)、脫落、導電表面刮傷；(2)強烈的振動(dòng)造成絕緣子開(kāi)裂；(3)安裝錯位引起電極表面缺陷；(4)安裝過(guò)程中造成導電微粒進(jìn)入；(5)由于疏忽將工具遺忘在裝置內；(6)原來(lái)潛伏在裝置內的導電微粒在工廠(chǎng)試驗時(shí)未能檢測出來(lái)，后來(lái)在運輸和安裝過(guò)程中被振蕩出來(lái)或漂浮在裝置內等。這些因素都會(huì )導致絕緣故障。這些絕緣缺陷一般分為兩大類(lèi)：一是由自由微粒和灰塵誘發(fā)的絕緣事故，稱(chēng)為活動(dòng)絕緣缺陷(A類(lèi))；二是由于安裝運輸中的意外造成的固定絕緣缺陷(B類(lèi))。
根據有關(guān)資料統計，SF6設備的絕緣事故有2/3都發(fā)生在未進(jìn)行現場(chǎng)耐壓試驗的設備上。加拿大安大略水電局的運行經(jīng)驗表明，GIS的事故不僅多發(fā)生在未做現場(chǎng)絕緣試驗的設備上，而且多發(fā)生在安裝后投入運行的最初4個(gè)月內，這類(lèi)事故約占總事故的67%。第一年事故率為0.53次/年·間隔，之后為0.06次/年·間隔。北美地區的調查報告認為，GIS運行后頭一年事故率為4次/所·年，一年以后為0.1次/所·年。因此，GIS經(jīng)工廠(chǎng)裝配、運輸和現場(chǎng)安裝之后，在投運前進(jìn)行絕緣試驗是十分必要的。
4、GIS的外殼接地問(wèn)題
GIS的外殼接地方式有兩種，一種是一點(diǎn)接地方式，另一種是多點(diǎn)接地方式。一點(diǎn)接地方式是在GIS外殼的每個(gè)分段中一端絕緣，另一端用一點(diǎn)接地的方式。在結構上，串聯(lián)的殼體之間一般是在法蘭盤(pán)處絕緣，對地之間是在殼體支座處緣絕緣。這種接地方式的優(yōu)點(diǎn)是：因為長(cháng)時(shí)間沒(méi)有外殼電流通過(guò)，故即使電流額定值大，外殼的溫升也較低，損耗也較��；因為沒(méi)有電流流入基礎部位，故土建鋼筋中沒(méi)有溫升。當然它的缺點(diǎn)也很突出，即事故時(shí)不接地端外殼感應電壓較高，外界的磁場(chǎng)也較強，當導體中流過(guò)的電流較大時(shí)，往往會(huì )使外殼鋼筋發(fā)熱，由于只有一根接地線(xiàn)，因此可靠性較差。目前國內GIS設計一般不采用這種外殼接地方式。
多點(diǎn)接地方式是在GIS的某個(gè)分段內，用導體連接外殼和大地，并且采用兩點(diǎn)以上的多點(diǎn)接地。一般在結構上，串聯(lián)的法蘭盤(pán)之間不設絕緣，設備的支座不絕緣，并用固定螺栓導通，接地線(xiàn)也裝于殼體。多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)很多：外部磁漏少，感應過(guò)電壓低；由于GIS外殼有兩點(diǎn)以上的接地點(diǎn)，因而可大大提高其可靠性及安全性；不需要使用絕緣法蘭等絕緣層，施工方便；外殼和導體電流幾乎抵消，因此外部磁場(chǎng)較小，使鋼構發(fā)熱和流過(guò)控制電纜外皮的感應電流都很小。由于外殼中有感應電流流過(guò)，因此外殼中的溫升和損耗比一點(diǎn)接地方式大。但電站GIS工程中外殼損耗本身不大，因此在工程中可以忽略補給。例如：廣州抽水蓄能電站GIS外殼的功率損耗為2.43～3.79W/(m·ph)，可以略去不計。
5、GIS設計中有待完善的工作
根據近年來(lái)GIS工程的設計經(jīng)驗，筆者認為在設計標準化中尚有一些空白點(diǎn)亟待解決。因為設計標準是整個(gè)設計過(guò)程的依據，設備接口標準是制造商的制造依據。
首先是伸縮節的設置問(wèn)題，尤其是在選用進(jìn)口GIS設備時(shí)對伸縮節的技術(shù)要求。伸縮節主要是用來(lái)吸收GIS母線(xiàn)熱脹冷縮、基礎伸縮縫的位移、設備間的安裝調整以及地震和操作引起的位移量，因此主要配置在母線(xiàn)與各設備、變壓器進(jìn)線(xiàn)、線(xiàn)路出線(xiàn)的連接等位置。而在水電站的廠(chǎng)房中，廠(chǎng)壩間的伸縮縫很多，每條伸縮縫的伸縮量無(wú)法準確測出，因此在GIS的招標設計中應對伸縮節提出較高的要求。
如果采用進(jìn)口GIS設備，國外廠(chǎng)家對伸縮節的看法不一，某些廠(chǎng)家認為完全可以滿(mǎn)足設計要求的水平位移和垂直位移，而有的廠(chǎng)家認為土建伸縮縫與伸縮節關(guān)系不大。
我國國標規定“制造廠(chǎng)應根據使用的目的、允許的位移量等來(lái)選定伸縮節的結構”，“在GIS分開(kāi)的基礎間允許的相應位移(不均勻下沉)應由制造廠(chǎng)和用戶(hù)商定”。為了確保在與外商的技術(shù)談判中有據可依，更為了確保GIS設備運行的安全可靠性，在我國的標準中應增加伸縮節方面的量化計算和要求。
其次是GIS接地線(xiàn)的材料和尺寸。這往往是與GIS外商談判中討論較多的問(wèn)題。國外制造商都主張GIS室采用銅接地網(wǎng)和銅接地引線(xiàn)，因為銅的導電性和耐腐蝕性?xún)?yōu)于鋼，但由于銅本身成本以及焊接成本都很高，因此我國電站大多采用鋼接地網(wǎng)和鋼接地線(xiàn)。目前國內超高壓GIS均采用銅接地引線(xiàn)。銅引線(xiàn)與鋼接地網(wǎng)之間的連接需采用特殊方式，以防止鋼與銅直接接觸發(fā)生化學(xué)腐蝕現象。
另外，國外廠(chǎng)家根據GIS的熱穩定電流來(lái)計算接地線(xiàn)截面，并有具體的計算公式和曲線(xiàn)，計算的參數包括接地的短路電流、故障的持續時(shí)間、接地線(xiàn)相應的允許溫升值，其中接地線(xiàn)熔斷相應的允許溫升值起決定作用，有些廠(chǎng)家采用的允許溫升值為100℃，這樣選出的接地線(xiàn)截面就小一些，而有些廠(chǎng)家采用的允許溫升值為200℃，這樣選出的接地線(xiàn)截面就大一些。我國的規范要求采用流經(jīng)接地線(xiàn)的短路電流、導體的熱穩定系數、故障持續時(shí)間進(jìn)行接地導體的截面計算，因此，常常會(huì )出現接地截面不符合制造商要求的情況。對此我國規范中應就接地線(xiàn)的規格和尺寸作出相關(guān)規定。
上述問(wèn)題是在GIS設計過(guò)程中不可避免的，也是亟待完善的，只有盡快制定出相應的標準，才可以保證設計質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量，并盡可能減少設計中的不完善環(huán)節及運行中的隱患。在標準制定之前，希望廣大設計人員能了解這些問(wèn)題，在設計過(guò)程中予以充分考慮，并借鑒其它電站的解決措施，盡可能保證設計質(zhì)量。
參考文獻
�。�1］羅學(xué)�。甋F6氣體絕緣全封閉組合電器［Ｍ］．北京：中國電力出版社，1999.
�。�2］馮宗蘊．我國GIS的使用情況及發(fā)展動(dòng)態(tài)［R］．西安：電力工業(yè)部西北電力設計院，1994．
�。�3］水力發(fā)電工程學(xué)會(huì )電氣專(zhuān)委會(huì )，水力水電電氣信息網(wǎng)電氣專(zhuān)業(yè)委員會(huì )．水電電氣［Ｒ］．1990～2002．
�。�4］氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備技術(shù)條件DL/T617－1997［Ｓ］．
�。�5］朱旭東．GIS現場(chǎng)耐壓試驗［Ｊ］．高電壓技術(shù)，1991，(2)．
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