不同生产厂家GIS的对接实施方法

郭嘉健

广州白云电器设备股份有限公司 ，广东广州，510000

摘要 SF6气体绝缘金属封闭设备（以下简称GIS）作为变电站内的主要一次设备，随着我国用电量的逐年攀升以及用电形式的多样化发展，也激发了GIS设备更多的扩建需求。笔者结合国内外GIS产品扩建对接的实际案例，对扩建过程中方案设计、实地勘测、现场施工及交接试验等关键技术点进行了着重介绍，力求对接结构更简易合理，对接风险降至最低，设备运行中更稳定可靠。

关键词：气体绝缘金属封闭开关设备；GIS；不同生产厂家对接；三相共箱；

1设计准备工作

设计前期应结合本期扩建要求和前期已建的设备情况进行技术筹备工作，重点查阅前期设备的主接线、平面及断面图、气室图、基础图和主母线装配图，了解前期设备整体结构，如预留对接端口结构、气隔位置、气室压力以及接地方式等。与业主了解前期设备的运行情况，沟通协商设备停电测绘方案，确定停电范围和时间，准备好测绘工作面的测量仪器、工装器具、O型圈和辅机耗材等。

2现场勘测

到现场实地勘测前，应先准备好专用的量具，有条件的可携带三坐标测量仪，要尽可能做出初步的对接方案，可考虑设计对接工装带到现场试对接，以便对初步对接方案的可行性进行验证。

开盖前应先核对前期设备的外形结构，电房的基础埋件位置、一次电缆孔和墙上开孔尺寸等等。停电打开扩建端盖板，逐一测量壳体法兰、密封槽面、导体以及盆式绝缘子的尺寸，并核对三相导体相序的分布位置。若设计了对接工装可以进行试对接验证，校对测绘尺寸和初设方案的正确性。测绘完成后，应注意复原时使用合适尺寸的O型密封圈，必要时根据法兰外径准备一系列尺寸相近的O型圈备用。

3 设计对接方案

新建GIS间隔结构布置应根据电房内已建好的基础埋件、电缆和墙上的孔洞来调整设计。扩建接口通常预留了气隔绝缘子，但不同生产厂家的外壳法兰直径、导体直径和绝缘子三相嵌件导体的分度圆直径大不相同，对接过渡段需使用变径外壳和不规则导体实现连接。此种扩建方式的重点及难点在于：1、不规则导体涉及空间曲面的设计，按铸件导体设计，模具成本高且加工时间长，按照机加工导体设计，加工废料多，材料成本显著增加。2、扩建厂家需按前期设备的间隔形态和电房的基础、孔洞进行设计，因此本期间隔为非标形态，增加了设计和制造的困难；3、前期设备已带电运行，为了尽可能减少停电时间，安装对接方式考虑先将新建间隔就位拼装，完成新设备调试和试验后，再停电与前期GIS对接，因此要求对接过渡段的设计不仅要考虑绝缘和通流性能，还要同时考虑便于拆卸。

某电站前期110kV GIS使用的是外资公司的进口设备，采用母线三相共箱式结构，双母线上下布置，母线末端设置有气隔绝缘子，并使用端盖封堵，母线气室额定压力是0.6MPa。本期扩建采用国内公司的产品，国内公司根据招标图纸和客户提供的前期设备工程图，了解到设备对接处的大致结构，即导体三相分布呈 “品字形”，母线筒直径比本期国内公司设备稍小，但母线未明确标识三相相序，国内公司仅能结合自身现有产品结构，模拟了几套可能的对接方案，并制作了辅助测绘的工装器具和准备多个不同规格的密封圈。

为了获得前期设备扩建接口的准确尺寸，现场测绘人员与客户协调了现场停电，做好安全措施后，打开母线末端盖气室进行查看，获取了以下测绘信息：1、法兰内、外径和密封槽尺寸；2、母线末端气隔绝缘子上装有屏蔽头；3拆卸屏蔽头后，测量了绝缘子三相嵌件导体的外径、螺孔尺寸和分度圆直径； 4、通过邻近的架空线路套管端子板测得扩建端口三相导体的相序分布位置。

初步方案：前期外资公司设备的母线绝缘子三相导体分度圆尺寸与国内公司设备较为相近，但三相相序与国内公司不完全一致，需考虑换相；国内公司设备的母线法兰较大，外壳连接必须使用变径筒或直筒变径法兰的方案；母线导体相序位置不一致，按相序对接必须设计曲面拐弯导体，且开模生产铸造导体，生产制造耗时长、模具费用成本大且仅能在本工程使用。

 

 

 

优化方案：为了简化对接结构，最终优选了导体直连的结构，一头直导体连接到前期绝缘盆子，另一头直导体连接到本期绝缘盆子，中间通过可拆卸导体调整与前期设备导体的中心偏差。在出线侧的分支母线上使用国内公司标准的换相导体，并调整架空出线相序与前期设备保持一致。外壳连接使用直筒变径法兰，外壳上设置了操作手孔用于安装可拆卸导体，手孔盖板设置了吸附剂、密度继电器和防爆膜，本期一侧安装不通气的气隔绝缘子和波纹管，与前期预留的气隔盆子使对接母线段形成了一个独立的封闭隔室。

 

 

 

具体施工步骤：空出本期与前期对接的母线段位置，先完成拼装新建GIS设备，接着进行二次接线、调试、试验和现场耐压工作，试验合格后新建GIS设备具备带电投运条件。为减少停电施工时间，采取了单母线带电运行，逐条母线停电对接的方案，具体步骤为：前期设备第一条母线停电，压缩对接波纹管，拼接母线外壳连接第一条母线和本期新建母线，通过外壳手孔分别连接内部母线可拆卸导体，封堵手孔盖板，立即对母线气室抽真空、静置、复抽、充入SF6气体，额定压力和前期气压保持一致。对接完成的母线段试验合格后可恢复第一条母线送电，第二条母线重复按照上述第一条母线拼装流程进行对接。

4现场施工方式补充说明

GIS扩建有两种常用的施工顺序：第一种是先安装新建GIS，完成新建GIS的调试和试验后，再与前期设备对接母线段，此类施工方式有助于缩短停电时间，但对接风险较大；第二种是前期设备先停电与本期母线直接对接，对接后再进行间隔拼装，此类施工方式的缺点是停电施工时间较长。

4.1 先安装新建GIS

施工现场为了缩短停电时间，常采用上述第一种先拼装新建GIS后停电对接的方法。此种施工步骤安装难度大、风险高，其中新建GIS间隔就位的尺寸偏差，基础埋件的高度偏差以及零件加工尺寸误差等，均会影响扩建段外壳和导体的连接。尤其是三相共箱的双母线结构，还应考虑双母线相对位置的尺寸偏差，第一条母线对接的中心偏差会叠加累积到第二条母线上，导致第二条对接母线中心尺寸偏差可能更大，使对接更加困难。

安装以及试验的过程如下：

1）先完成新建GIS间隔就位拼装，空出与前期设备对接过渡母线段位置；

2）新建GIS间隔完成现场调试和交接试验合格；

3）前期设备停电与本期进行母线段对接，扩建完成；

4.2直接与前期GIS对接

对接难度大的项目，尤其扩建的首个间隔是分段间隔或有足够空间设置双断口隔离开关的，可以考虑优先此方案，在原设备接口直接拼装至分段间隔或双断口隔离开关，完成接装和试验合格后，前期设备及本期新拼装的设备即可一并送电。由于分段间隔或双断口隔离开关能提供两个或两个以上的隔离断口，避免了低电压侧的安装人员因高电压侧绝缘故障引起触电安全事故。因此新建GIS间隔可以在不影响前期正常带电运行的情况下完成设备拼装，调试和试验，直至设备送电。

 

 

        

安装以及试验的过程如下：

1）母线停电，与前期设备对接母线段，拼接至新建GIS的分段间隔或双断口隔离开关，完成调试和试验，恢复送电；

2）其余新建GIS间隔进行后续拼装、调试和交接试验合格，扩建完成；

5结语

    笔者通过在实际工作中主持设计的工程扩建案例，简要介绍了GIS设备扩建时的方案设计、现场勘测、施工和试验等技术关键点，希望能给后续参与扩建项目的业主、设计院、厂家和施工方起到参考的作用。

参考文献

［1］任挺，王兆军 对接不同生产厂家GIS的技术关键点

［2］徐晟，王兆军，陈源 不同制造商的GIS之间进行对接的方法

［3］黎斌 SF6高压电器设计 ［M］北京：机械工业出版社，2015