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GIS全封闭式组合电器安装和关键工艺控制点

来源:专题范文 时间:2024-02-16 08:57:02

曾 军(苏州中材建设有限公司,江苏 苏州 215300)

GIS是全封闭式组合电器(Gas Insulated Swith⁃gear),简称为“SF6组合电器”,它把断路器、三工位开关、快速接地开关、互感器、避雷器、母线等多种高压电器组合封闭在接地的金属壳体内,充入一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。

根据越南龙山水泥线3座总降压站安装经验,对安装和关键工艺控制点进行了整理、总结,希望对类似工程安装会有帮助。

1.1 安装准备

(1)技术准备:安装人员根据GIS安装规范,熟悉随机技术资料,认真会审设计图纸等。

(2)主要安装机具:烘干箱、吸尘器、SF6气体回收充放装置,卤素检漏仪、水分测量仪、真空计、湿度表、电阻测试仪等。

(3)安装材料:新密封圈、清洁剂、高性能擦拭纸、白棉布、无水酒精、高效电接触导电膏、带锁紧口的防尘塑料罩等。

1.2 GIS安装前的检查

(1)GIS到现场,应开箱检查是否有结构变形、破损等,进出线瓷套管无裂纹,导电杆及载流部件无锈蚀,气室密封良好、压力值符合产品的技术要求。

(2)新的SF6气体都要做含水量检测,并抽样做全性能分析。

(3)GIS出厂已充有0.05MPa的SF6气体,打开气室时,先回收气体,再吹入干燥清洁的压缩空气,检查氧气浓度达标后,开始工作。

1.3 GIS安装工艺流程

安装准备→找基础中心线→#2进出线间隔临时就位→母联间隔就位→#2进出线间隔就位→#1进出线间隔就位→回路电阻测试→抽真空、充填气体→二次电缆连接→工频耐压测试→电压互感器、避雷器安装并抽真空、充填气体→二次回路测试→安装结束。

1.4 GIS组合电器安装

1.4.1 安装过程中注意各间隔安装顺序

(1)根据平面布置图,先将#2进出线间隔临时就位,确定以母联间隔为整套设备的参考基准点,从中间往两侧安装。

(2)用经纬仪找出母联间隔基础标高略高于其他间隔,用水平仪找平固定母联间隔。

(3)再将母联间隔与#2线路端连接的过渡连接罐找水平,将导电杆插入并保证插入深度,穿法兰螺栓固定。

(4)同样的步骤安装#2线路进出线断路器间隔;
安装与#1线路母联过渡连接罐、#1线路进出线断路器间隔;
#1、#2线路进出线套管。

(5)从基准间隔向两侧安装其他间隔时,控制好各间隔母线段的标高,通过调整GIS底座下的调整垫片,保证各段在同一平面上。

(6)安装进出线瓷套管时,以与GIS外壳相应的斜度起吊套管,以便套管内的导电杆顺利插入梅花触头里,密封面对接吻合。

图1 气室安装

图2 进线气室安装

1.4.2 触头、导电杆的安装

母线筒内导体为三角形布置,盘式绝缘子通过导电杆和触头将三相母线固定。气室对接时,用力将导电杆插入触头,使接触电阻满足产品技术要求。

1.4.3 气室长度误差的调节

气室组装时,会出现长度误差,通过波纹伸缩节来调节,调整长螺母和双头螺栓柱来调节误差,最大调节尺寸为±200mm。

1.4.4 测量主回路电阻

主回路因接触不良导致电阻增大,动静触头在正常工作电流下过热烧坏。因此必须在安装中正确测量回路电阻,来判断导体接触是否良好。

两气室组装完后,即测量回路电阻;
全部气室安装好,开关应至少分合2次操作,再测量主回路电阻,电阻值不应超过产品出厂试验报告的规定数值。

1.4.5 GIS抽真空、SF6气体充气和微水分检测

(1)气室安装完后,即加装吸附剂,用气体回收充放装置抽真空。真空检漏合格,充SF6气体至相应气室额定压力。

(2)充气完成24h后,用灵敏度不少于1×10-6卤素检漏仪对气室密封进行检测,SF6气体浓度不超过30μL/L。

(3)充气完成24h后,对各气室进行微水分含量检测,断路器气室水分含量不大于150μL/L,其他气室水分含量不大于250μL/L。

1.4.6 主回路工频耐压测试

气体捡漏、微水分含量合格后,按照规范和设备技术参数进行工频耐压测试,试验电压值为设备出厂试验电压的80%。

实践证明,影响耐压值的主要因素是绝缘体表面粗糙度和气室内杂质。因此设备安装后,必须做耐压或局部放电测试,检查GIS是否存在绝缘缺陷,验证安装质量。施加电压较低但时间较长的电压“老练”,测试时间约5min,此项测试对消除微小杂质有明显效果,微小杂质经过一、两次放电后,即被消除,可提高整体设备耐压值。

1.4.7 电压互感器和避雷器的安装

根据越南电力公司要求,电压互感器和避雷器必须经过电力公司各项性能测试合格才能安装,进行抽真空、充气、检漏。

1.4.8 系统调试

气室组装完成后,进行二次电缆接线、调试,接地排等安装;
信号、保护、操作调试工作合格后,与总降压站的主变压器、SCADA等整套系统提交电力部门验收通过,投入运行。

2.1 控制安装环境清洁度

GIS气室安装对环境的要求很高,如果有尘埃、水分等进入设备内部形成污染沉积,会降低绝缘体表面的闪络电压,造成GIS内部对地放电或相间短路,因此首先控制安装环境清洁度。

设备安装前土建施工已结束,进出线气室预留墙体空洞尺寸合适。选择晴天进行安装,并对现场湿度进行监测,控制降尘洒水量,确保环境相对湿度小于50%。在安装设备的周围采用塑料布遮挡等措施防止扬尘。针对越南夏季施工蚊虫多,不安排晚间安装,以避免蚊虫飞入GIS气室。

2.2 控制GIS气室的清洁度

气室的清洁度是安装中重要控制点,清洁时,既要采取防尘、防潮措施,也要进行各道工序检查。采用高性能擦拭纸、白棉布和无水酒精作为清洁用材。

2.2.1 导电杆、触头清洁

GIS的导电杆、触头在出厂前进行过近千次的开合测试,金属间的摩擦会产生金属微粒留在GIS内部,通电时这些金属微粒使电场不均匀,绝缘击穿,所以GIS筒体内部、绝缘件和金属零部件必须保持很高的清洁度,不得附着金属微粒及其它杂质。清洁时,先用白棉布浸无水酒精除掉导电杆、触头上金属微粒、杂质等,再用高性能擦拭纸擦拭。

在清洗干净的触头部位,涂抹一层高效电接触导电膏,以减小接触电阻并减轻放电现象。

2.2.2 气室清洁

拆下气室密封罩后,减少内部结构暴露在空气中的时间。用吸尘器将罐体内吸干净,用白棉布浸无水酒精将罐体内壁、法兰擦洗干净,再用高性能擦拭纸擦拭。清理干净待组装的气室,用带锁紧口的防尘塑料罩罩住,防止水汽、粉尘等杂质进入,保证气室内清洁度。

2.2.3 密封处理

密封面对接前,用吸尘器将密封面、槽,螺纹孔内吸干净,用白棉布浸无水酒精将密封面、槽擦洗干净,再用高性能纸擦拭。

确认法兰面无清洗溶剂的沉淀物(特别是分隔表面上的酒精),再将干净的新“○”型密封圈,涂上少量高真空硅脂,将“○”型密封圈放入密封槽内,在法兰槽空气侧的整个面上涂两圈(固定螺栓的两侧)硅橡胶平面密封剂,同时在法兰螺丝上涂抹一层螺纹锁固密封剂,用于阻止湿气的浸入和防锈,确保密封剂不流入密封圈内侧,与SF6气体接触,从而腐蚀密封圈。在密封剂变硬前完成法兰组装。要注意“○”型密封圈不被挤出,要保证“○”型密封圈的修正圆度和压缩量。

2.3 GIS气室真空度的控制

绝缘介质表面吸附水膜或含有微水分,会使沿面电压分布不均,导致闪络电压降低;
水膜在气室高气压下发生凝露,设备通电时形成电桥,会发生绝缘击穿现象。所以水分含量直接影响GIS的绝缘、灭弧性能。

GIS抽真空是控制绝缘介质表面吸附水膜、SF6气体水分含量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也减少了气室内绝缘体、密封件等所含的水分。

2.3.1 抽真空设备的检查

抽真空前重点检查气体回收充放装置电磁阀、相序表的准确性,防止压缩机机油倒吸入气室内。

2.3.2 GIS抽真空

吸附剂是用来吸收SF6气体中的水分和电弧分解物。首先将吸附剂放在电烘箱里,以300 ℃烘干4 h以上,迅速装入GIS内,启动真空泵对气室抽真空,如若超过4 h后都还未抽真空,吸附剂需重新进行烘干处理。

当气室真空度小于133 Pa,再继续抽真空30 min,关闭阀门静止4 h,若压力大于133 Pa,需再抽真空至133 Pa,并保压30 min,确认无泄漏。

(1) 安装工艺是保证安装质量的重要技术措施。气室的清洁度是安装中首要关键工艺。

(2) 气室真空度是保证绝缘的又一关键工艺。控制气室真空度,保证SF6气体微水分含量达到产品技术要求,确保绝缘性能。

(3) 气室密封性是GIS设备长期、稳定安全运行的关键。

(4) GIS设备出厂和安装后都要进行工频耐压和局部放电测试,尽可能的消除存在的绝缘缺陷。

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