GIS变电站建设应注意的几个问题(1)

[摘要]本文结合GIS设备的结构特点，分析了GIS变电站建设在设计、安装和安全防护等方面应重点关注的问题，并提出了相应解决措施。

一、前言

GIS(gas-insulated metal-enclose switchgear)，即气体绝缘金属封闭开关设备，又称“六氟化硫封闭式组合电器”，它是将断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器和母线等元件组合并封闭于金属壳体内, 充SF6气体绝缘组成一种组合式高压电器。GIS设备具有占地省、安装维护工作量少、检修周期长的特点，常规变电站一个110千伏出线间隔宽约8米，采用GIS设备宽约0.8-1米，而且GIS设备电磁辐射小，防污性能好，因此GIS变电站在城市中心区得到越来越广泛的应用。但GIS设备也存在造价高、故障停电范围广、停电时间长、查找故障点困难、不易扩建的不足，针对GIS设备的特点，下面提出建设GIS变电站应重点注意的几个问题。

二、设计应注意的问题

(一)主接线设计和气室划分应充分考虑扩建和故障检修的灵活性

在设计GIS设备时，一般按主接线将其分为若干个具有完整的供电、送电和其它功能(控制、计量、保护等)的间隔。每个间隔可再划分为若干气室或气隔。每一回路并不是运行在一个气压系统中，断路器因需要灭弧，气压较高;母线、隔离开关等只需绝缘，气压较低，所以每一个回路中都分成数个独立的气体系统，用盆式绝缘子隔开，成为若干个气隔。分成气隔后还可以防止事故范围扩大，并利于各元件分别检修，也便于更换设备。

多数变电站是分期建设的，由于GIS设备在结构上与常规变电站差别较大，设计时除了考虑主接线还要考虑气室的划分，否则下次扩建间隔可能导致全站停电，而且停电时间将长达数天(回收气体和间隔对接约24小时，回路电阻测试约3小时，抽真空约12小时，静置24小时，充气检漏约8小时，交接试验、传动、联调约24小时，验收消缺质监约12小时)。因此一期建设时应采取先上隔离开关或在母线扩建端设置SF6小室等措施缩短母线连接时间。同时在气室划分时应注意便于运行、维护、检修。当发生故障需要检修时，应尽可能将停电范围限制在一组母线和一回线的区域：①主母线与备用母线气室分开。②主母线与主母线侧的隔离开关气室应分开，以便于检修主母线。③考虑当主母线发生故障时，能尽可能缩小波及范围和作业时间，当间隔数较多时，应将主母线分成若干个气室。④为了防止电压互感器、避雷器发生故障时波及其它元件，以及方便现场试验和安装作业，通常将电压互感器和避雷器单独设气室。⑤由于电力电缆和GIS的安装时间不一致，经常需要对电缆终端的SF6气体进行单独处理，所以电缆终端应单独设立气室，但可通过阀门与其它元件相连，以便根据需要灵活控制。

(二)户内通风装置设计应防止气体泄漏造成窒息事故。

SF6气体的密度大约是空气的五倍，泄露时必将沉积于电缆沟槽等低洼处，浓度过大会使人窒息，在室内六氟化硫设备场所应配备六氟化硫浓度仪和氧量仪，GIS室通风设施的控制开关应设计在GIS室门外。

(三)应设计配置快速接地开关

GIS与常规设备不一样地方，需要配置检修接地开关和快速接地开关2种不同性质的接地开关。前者配置在断路器两侧隔离开关的旁边，仅起到断路器检修时两侧接地的作用;而快速接地开关配置在出线回路的出线隔离开关靠线路一侧，它有2个作用：①开合平行架空线路由于静电感应产生的电容电流和电磁感应产生的电感电流;②当外壳内部盆式绝缘子出现爬电现象，并发展成外壳内部燃弧时，快速接地开关可将主回路快速接地，利用断路器切除故障电流以保护GIS的外壳不致于烧穿。

三、现场安装应注意的问题

(一)应重视GIS设备安装的洁净度

目前变电站安装工期比较紧张，而且为了赶工期土建和电气安装经常交叉作业，安装GIS设备时应严格控制作业区环境，防止粉尘进入设备。另外在安装和拆卸螺栓时，可能产生金属异物，这些杂质落入罐体是十分危险的，装配完成后应仔细检查,并用吸尘器清理干净。在GIS总装后正式耐压前，施加作用时间大于耐压时间，但电压较低的电压进行“老练”试验，能有效消除微米级细小微粒。每次老练时间应不少于5min，这种细小微粒往往经过一、二次放电以后即被消除掉，可使耐压水平提高。