摘要:随着社会经济的不段发展,GIS 设备在变电站电气施工中更为重要,其安装过程与电网运行的稳定性与安全性紧密相连。本文根据笔者多年工作经验,对 GIS 设备安装前的准备工作进行阐述,然后对 GIS 设备安装时的一些注意事项进行了分析。
1 GIS 设备的工作特性
1.1结构小型化
GIS设备以SF6气体作为主要的绝缘介质,缩短了套筒与带电设备之间的安全距离,内部结构之间更加紧凑,故而本身的体积较小,提升了变电站的空间利用率。
1.2安全可靠性强
设备内部的带电部件外层包裹在密封的金属套筒中,同时绝缘介质SF6气体还具备灭弧介质的特点。通过对金属套筒有效接地,降低了设备的触电风险,保障了相关人员的安全。
1.3环境耐受力强
GIS设备的封闭金属套筒不仅可以屏蔽静电、电磁的干扰,而且确保设备不会受到环境变化的影响,具有较强的环境适应能力。例如雨雪天气、海报高度、灰尘杂物等;
2 GIS 设备安装的准备工作
2.1资料及技术准备
在进行GIS设备安装之前,相关施工人员要对相关的设备资料和图纸进行仔细的阅读,熟悉设计要求和相关规范。
2.2编制作业指导书
通过编制作业指导书,对施工中相关的设备、工序、关键质量控制点、施工工艺要求等做出规范要求,指导相关施工人员进行规范施工。
2.3设备及工具准备
工欲善其事必先利其器,在进行GIS设备安装前,应将相关施工设备准备齐全,并进行详细的检查,确保设备满足施工要求.
3 GIS 设备安装质量控制要点分析
3.1 清洁度
如果 GIS 设备内部存在污秽物如灰尘颗粒、金属微粒等,内部导体有划痕或者凹凸不平的情况,有可能会改变 GIS 内部的电场的结构性能,从而引发电场畸变而导致产生过电压后绝缘击穿,进而演变成设备故障。所以,保证清洁度是 GIS设备现场安装中首要的控制要点。1.1 对 G IS 设备清洁度要求
3.1.1 检查 GIS 设备的绝缘件和金属表面
一是检查 GIS设备内外表面上是否有污秽物,如油渍或者灰尘等。如果有油渍,可用蘸了无水酒精(99.7% 工业乙醇)的细白布必须(必须是不起绒的棉布)抹干净 GIS 设备表面,注意清洁人员必须佩戴手套,以防止汗水和手的触摸对设备造成二次污染;如果有灰尘,可利用吸尘器对吸尘工作。若气室已经打开,必须清洁 GIS 所有的金属部件和密封面,如导体连接面和连接体、法兰的 O 型槽和密封面等;二是再检查表面是否有划痕或者凹凸不平的情况。如果有划痕,应该用 50 金刚砂布将划痕磨光;如果存在凸处,则用刮刀刮平后再用 50 金刚砂布磨光。处理上述步骤产生的金属粉末不能用吹走或者抹去的方法,这样只会扩大金属粉末的污染范围,而应该采用吸尘器吸走的方法。然后在吸干净金属粉末后,再用蘸了无水酒精的细白布抹干净 GIS 设备表面,最后盖好塑料薄膜。
3.1.2 检查铝管电极
在加工过程中铝管作为电极,其表面不可避免的存在一些铝屑和毛刺,这些微粒在耐压试验中很容易产生放电现象,所以保证铝管电极的清洁度很重要。一是在对铝管电极加工过程中加强清洁检查,避免死区的出现;二是在安装前使用导体振动清洁方法,尽可能地清理内部死角的残留物或者进行局部放电试验以便发现残留的金属丝和铝屑。
3.1.3 清洁法兰的连接处
法兰的连接处有O型槽和密封面两种。如果是 O 型槽,在安装前必须清洁 O 型槽,并在清洁后将 O 型圈均匀压入密封槽,且保证密封胶圈不能发生位移;如果是密封面有刮痕或者其他损伤情况,可采用上述的刮痕处理方法处理.
3.2 密封性
SF 6 气体泄漏是 GIS 设备最严重的故障,所以 GIS 设备的密封性检查是安装过程中最关键的控制要点。整个安装过程中都应该对 GIS 设备的密封性进行检查,包括对设备气室接头、法兰面、表计和阀门等部位,密封性的重点在于法兰盘接口密封圈的安装调整。
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3.2.1 法兰盘接口安装密封性检查
(1)第一步是先检查法兰盘表面的清洁度,查看是否有污秽油渍或者划痕等损失之处,如果有,应该按上述方法处理即可;
(2)检查法兰槽外侧的密封胶是否符合要求,不能让外部空气中的潮气和污秽物进入 GIS 设备内部,且为了避免与 GIS 设备内的 SF 6 气体接触,注意密封胶不能流入密封环内侧;
(3)检查密封环是否已经损坏,与密封槽是否匹配,密封圈不可二次重复使用;
(4)上述步骤都检查完毕后,同理用蘸了无水酒精的细白布抹清洗密封环后,并用密封胶将靠近外部空气侧的密封槽涂抹一层。
3.2.2 法兰盘接口安装过程
法兰盘接口安装工艺质量是密封性好坏的关键。
(1)法兰螺栓的紧固问题。为了确保密封性,如表一所示,应该按力矩使用力矩扳手紧固螺栓,且应遵循左、右、上、下再顺序地中心对称紧固的原则。
(2)温度补偿性伸缩节的调整问题。受不同工程环境温度条件的影响,管道和设备会因热胀冷缩或其他外力影响发生微小位移,可能会造成接头部件的脱离或者管道损失,影响密封性。可采用温度补偿伸缩节来减少环境温度和外力的影响。
3.3 真空度
3.3.1 水分进入 G IS 设备内部的途径
控制真空度的关键在于控制 SF 6 的含水量,不仅可以减少 SF 6 自身的水分,也可减少设备内其他物件如密封体、绝缘体的水分。水分进入 GIS 设备内部的途径有:
(1)充入设备的 SF 6 气体本身就有水分(按规定 SF 6 气体的水分不能超过 15ppm(V/V));
(2)设备零部件会吸附水分,尤其是绝缘件;
(3)水分在安装调整时通过空气进入;
(4)充放气装置没有做好干燥处理,对 GIS 设备充气时带入水分;
(5)设备在运行中水分会通过密封圈渗透到设备内部。
3.3.2 水分对 G IS 性能的影响水分对 GIS 性能的影响主要表现在以下两个方面:
(1)开关开断性能影响:水分的存在会增加 SF 6 电弧分解量而减少复合量,减弱吸附电子的能力,阻碍了开关断口间的介质强度的恢复;
(2)腐蚀设备零部件:由 SF 6 +4H 2 O=H 2 SO 4 +6HF可得,SF 6 在高温条件下被水分分解为 H 2 SO 4 和 6HF,为酸性物质。可对 GIS 的某些绝缘体机金属件产生腐蚀作用。
3.3.3 水分控制措施
(1)设备零部件的干燥:设备零部件应该清洁完毕后再在烘箱内 120℃干燥 4h 方可安装,并且不应在湿度大的天气安装调试;
(2)对设备充放气之前应该检查充放气装置水分及被充入气体水分;
(3)在设备安装完毕后,应将水分吸附剂放入设备内部密封,且对设备内抽真空至 133Pa 后,为了排除水分还应继续抽 0.5h~1h;
(4)对运行一段时间后含水量过高的情况,可检测密封部件是否损坏或者吸附剂是否已经饱和等原因。
(5)SF 6 气体在温度较低时在绝缘体表面凝结为冰晶,不影响设备的绝缘性能,所以规定充入 GIS 的 SF 6 气体在密度下其露点不应超过 -5℃。
4结语
根据上述内容可知,GIS设备体积小、稳定性强以及适应性强等特点,在我国变电站中应用广泛。相关施工安装人员,应当对设备的安装和调试技术充分了解掌握,在施工过程中严格执行相关规范要求,提升GIS设备的安装质量,为设备长期安全稳定运行打下坚实的基础。此外,还应做好后期的维护保养工作,推动我国电力事业的可持续发展。
参考文献:
[1]欧效超.电力系统中变电站 GIS 设备安装与调试研究[J].大陆桥视野,2017,(18):50.
论文作者:王合印
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/4
标签:设备论文; 水分论文; 清洁论文; 设备安装论文; 气体论文; 法兰盘论文; 法兰论文; 《基层建设》2018年第29期论文;