气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的现场安装摘要:以三极分箱式、多间隔、具有母线筒的气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)(下同)在使用现场的安装为例,叙述GIS产品的安装方法及注意事项。
信息来自:输配电设备网关键词:GIS主体;GIS附件;间隔;隔室1概述根据国家标准规定,GIS在生产时,可以在制造厂内组装和进行出厂试验,待到使用现场后再组装和试验;也可以完全在使用现场组装和试验。
无论采取哪一种作法,GIS的现场安装是一项烦琐复杂的工作。
本文以三极分箱式、具有各种功能的多间隔、双母线、以变压器为封闭母线连接、以电缆进线的GIS为例,介绍它的安装过程、试验方法等内容。
一项GIS安装工程具体内容包括主体设备安装、抽真空和充气的水分处理、附件安装及二次线路联接、各种性能的检测和试验等。
2安装前的准备工作一项GIS工程在安装前要做好以下准备工作:1)安装现场必须是土建工程已经完工,具备安装条件,安装场地要符合设计图纸要求,并且地面要平整、清洁。
2)由制造厂运到安装现场产品的所有运输单元、辅助设备和物资,按照订货合同进行清检,做到物资齐全。
3)现场必须具有抽真空用的真空泵或SF6充气与回收装置、高纯度氮气及其它清洗零部件和密封面的清洁用品。
4)制定安装工作计划,这样才能使工作顺利有序进行。
否则容易使安装工程在实施过程中出现差错。
3GIS主体的安装GIS主体包括:断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、进出线套管、电缆终端、连接筒体、汇控柜、底座支架等。
3.1所需安装设备和物资⑴要准备起重设备和吊绳吊具。
安装在户内的场地一般都设计吊车或其它起重设施;户外安装时就要准备相应吨位的汽车吊车,对于110kV 电压等级的GIS有一台载荷10t左右和适当跨度的汽车吊车就可以,如果是220kV及以上电压等级的GIS,起重吊车的吨位应当更大一些。
⑵要具有规定规格力矩扳手和不同种类的常用扳手。
⑶要准备好各个密封连接处的螺丝、螺帽、弹簧垫圈和平垫圈。
⑷要准备好清洗密封面的物资,如硅脂、酒精、干净棉布和高级手纸等。
3.2安装顺序⑴将在制造厂组装好的各个间隔按安装图纸规定顺序摆放在安装场地,将要连接的密封面上的包装保护罩或盖板以及母线筒内临时支撑件拆除,以中间一个间隔或者是以一个变压器间隔为基准,向两端依次将各间隔的母线筒连接好,最后将位于两个端部间隔母线筒的盖子安装上。
信息来自:输配电设备网⑵组装与变压器相连接出线端的筒体、封闭母线。
首先GIS与变压器在电路上处于断开状态。
只有等GIS和变压器的各项技术性能经过检验合格后,才将GIS与变压器的连接端的连接触头装配上。
⑶组装与电缆终端的连接部分筒体。
首先GIS与电缆在电路上处于断开状态。
等到GIS及电缆通过所规定的试验项目后,才将GIS与电缆终端的连接触头装配上。
⑷安装避雷器。
⑸安装电压互感器。
⑹安装接地排。
即将GIS主体上规定的接地点用规定规格的接地排与安装场地的接地点焊接。
3.3工艺要求⑴所有间隔的母线筒连接后要使全部母线筒呈现一条直线;所有筒体要保持水平或垂直,三相应该平行;同一组隔离开关或接地开关当三极连接后应该操作灵活。
⑵当组装某一部分遇到支撑件时,应当随时按要求将支撑件安装好。
⑶在筒体的组装中,装配前首先检查密封面不应有划伤痕迹,再检查密封圈质量是否符合要求,并按工艺要求对密封面和密封圈进行清洗,密封面的螺丝要用力矩扳手按照产品图纸和技术文件中规定的力矩拧紧。
⑷对各个筒体组装时,特别注意不要掉到内部任何物品。
尤其是装配垂直方向的筒体,更要牢记这一条,否则将造成严重后果。
⑸在安装过程中,有些筒体的密封盖因工作需要可能要多次重复拆卸。
对于这些密封面中间环节的装配,应按照要求将该密封面的螺丝全部拧上。
⑹在筒体的吊装时,凡是吊绳与筒体接触处都要加保护垫,防止吊绳将筒体划伤。
⑺避雷器、电压互感器及GIS主体的各个接地点的接地排应直接与地基的接地点焊接。
接地排连接以后必须间隔刷上黄、黑两色油漆以作标识。
4充SF6气体和水分处理六氟化硫电器在运行中,内部的SF6气体压力必须处于规定范围内。
产品在现场安装交接时,内部SF6气体必须为额定压力值。
根据GB7674的规定,GIS中SF6气体的含水量必须满足表1的要求。
GIS 中的断路器隔室是以有电弧分解物气室的数值为标准,而其它隔室是以无电弧分解物气室的数值为标准。
尽管有些隔室中的隔离开关和接地开关在分断时也可能产生电弧,但因所产生的电弧很小,电弧的分解物也少,所以归入无电弧分解物气室范畴。
GIS产品大部分隔室在厂内已经经过水分处理,其内部所充0.03~0.05MPa的SF6气体其含水量都在合格范围内。
所以现场将主体设备组装过程中,随时检测已经组装好的隔室所充SF6的压力,如果压力测量结果与出厂时的数值相接近,即可认为该隔室的密封性能基本良好。
然后再测量该隔室SF6气体的含水量,如果测量结果在合格范围内,就可以将该隔室的SF6气体补充到额定压力。
GIS产品在现场安装中有两种情况需要进行水分处理:一是组装后测量其内部所充SF6气体含水量不合格的隔室;二是对那些到现场后需要拆卸再进行组装的隔室,即GIS间隔尺寸比较长,不便于运输,出厂时需要拆开包装的隔室,例如进出线瓷套、变压器和电缆终端的连接筒体及封闭母线等。
既然GIS产品在现场安装时需要进行水分处理工作,所以就必须具备抽真空用的真空泵、真空度测量仪器、烘干分子筛用的干燥箱、高纯氮气等设备和物品。
六氟化硫电器所用抽真空是用滑阀式真空泵,其真空泵的抽气率为20L/s就可以了,抽气率达到30L/s及以上的真空泵,在使用时需要用水冷却,使用起来有些不方便。
真空度测量最好是采用麦氏真空计或电子式真空计。
现场用于烘干处理干燥剂的烘干箱的容积可以小一些,但最高温度应该尽量高,能够到+450℃为最好。
高纯度氮气的纯度应该为99.999%,这种氮气在出厂时一般在它的气瓶上有标签。
在GIS产品现场安装中,经常发生将普通氮气当作99.999%的高纯度氮气使用,结果使水分处理工作失败。
所以当氮气采购来以后,应当事先测量一下水分,当含水量的测量结果在5ppm(v/v)左右,即可认为无误。
现场水分处理方法与在工厂内相同,采取抽真空、充高纯氮气吸收的方法。
当对某一个隔室进行水分处理前,首先将分子筛经过烘干处理,装入气室的规定位置上。
对于带有电流互感器和内部空间容积较大的隔室,水分处理工作要更加认真细致。
抽真空的真空度越高越好,用麦氏真空计测量时的真空度应达到20Pa以上;用电子真空计测量的真空度应达到1Pa以上。
真空状态的保持时间也要在5h以上。
并且一定要有用高纯氮气吸收的过程,即隔室在充以0.1MPa左右的高纯氮气保持12h以上的时间。
根据经验,对于没有电流互感器绕组和空间较小的隔室,当装入经过烘干处理的分子筛后,抽真空时将真空度抽到高一些,立即充入SF6气体,24h后测量其含水量,测量结果都能满足要求。
信息来自:输配电设备网GIS与其它六氟化硫电器一样,抽真空时的正确操作方法是:首先启动真空泵,再开启阀门,然后将抽气管上的阀与气室充气口连接。
抽真空结束时,应先将抽气管上的阀与隔室上的阀脱离,再关闭管路上的阀门,然后拉开真空泵电源,使真空泵停止运转。
如果操作不正确,就可能产生真空泵中的油气扩散到管路及隔室,将造成严重不良后果。
对GIS产品每一个隔室充SF6气体时应注意以下事项:①现场安装产品都是充新的SF6气体,充气时应在SF6气瓶出口处安装一个减压阀,还要一个与产品进气口相匹配的充气阀。
两者之间用高压管连接。
各个阀的本身及与高压管连接处要求具有良好的密封性能。
②充气时先将减压阀装到SF6气瓶出口上,拧开阀门,使少量SF6流出,其目的是使管内的空气排出。
再将充气阀与产品进气口连接,然后进行充气。
③充气时应注意开启气瓶阀门的程度,使SF6气体缓慢流入产品气室中。
这是因为充气时,SF6气体有一个从液态到气态的变化过程,在这一变化过程中要吸收热量。
④每一个隔室充入SF6气体前抽真空的真空度越高越好,抽完真空应立即充SF6气体,也就是说隔室在真空状态下不能时间太长。
⑤GIS的用气量很大,要注意节约SF6气体。
当对一个处于真空状态的隔室充气的开始阶段,可以将压力较低的气瓶中的气体充入。
表1中对无电弧分解物隔室的SF6气体含水量标准值:交接验收时为500ppm(v/v);运行中不大于1000ppm(v/v)。
这一数据是国际上通用的,是经过基础物理和专业技术理论分析以及大量经验得出的,而且还有较大的安全系数。
现在国内有些GIS产品将无电弧分解物隔室的SF6气体的含水量规定为:交接验收时为300ppm(v/v),运行中不大于600ppm(v/v),这不但没有必要,而且是一种浪费资源的作法。
GIS附件安装及二次线路的联接5.1GIS附件安装GIS附件包括:三相气路连通管路、密度继电器、避雷器的记录器、带电显示器等。
在一次设备安装到某一步骤时,就可以将避雷器的记录器、带电显示器等二次设备,按照产品图纸要求位置安装。
当三极同一位置的隔室的SF6气体充到额定值,其含水量达到要求值后,将三极隔室的连通管路装配上,再将密度继电器安装上。
安装中如果连接管路中是空气的话,首先要抽真空;另外不要忘记每一个密封面的密封圈。
5.2二次线路的联接5.2.1工作内容GIS产品在出厂前,虽然对各个间隔的断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器及其间隔内的联锁等线路已经连接到汇控柜内相应的接线端子上,但是还有许多二次线路必须到安装现场,在主体设备组装以后再联接。
随着间隔数量的增多,在现场二次线连接的工作量也就增大。
GIS在现场有以下部分的二次线路需要联接。
①避雷器的记录器的线路。
②各个隔室密度继电器的压力指示线路。
信息来源:③电压互感器二次线路。
④带电显示器线路。
⑤各个间隔的交、直流电源线路。
⑥各个间隔之间的操作联锁保护线路。
5.2.2需要工具和物品对GIS二次线路联接时必须具备以下工具和物品:①6″以下规格的扳手;②各种类型的钳子。
如克丝钳、卡线钳、尖嘴钳等;③各种规格和种类的螺丝刀;④电工刀;⑤万用表;⑥相应规格的塑料捆扎带;⑦二次线路图;⑧产品图纸和技术文件中规定提供的物品。
5.2.3线路联接方法:①产品在出厂前都已经将需要联接线路准备好了,有的电缆线的一端已与汇控柜的接线端子相联接,另一端需要现场人员进行联接。
在现场联接的电缆端头都附带有指示牌,该指示牌中注明的内容有:电缆编号、起始点、终端点,电缆规格等。
现场联接时可根据此标牌的指示将电缆拉到所联接的位置。
②根据汇控柜接线端每一条电缆的每一根导线接线端的指示标志,用万用表的欧姆档或相同功能的工具,找出另一端的联接位置,并将已经准备好的接线端标志(俗称线帽)套在每一线的端头。