220kVGIS技术特点及其安装调试

220 kV GIS技术特点及其安装调试
王兵来双林
江苏省工业设备
安装公司(江苏南京 210002)
摘要：GIS已从最初的几千伏电压等级发展至现在的220、500、750 kV 电压等级，甚至有些国家在发展1 000 kV电压等级的GIS。

以220 kV GIS为例，简要介绍了GIS的技术特点，着重介绍了GIS现场安装、调试方法、经验及其注
意事项。

关键词：220 kV；GIS；技术特点；安装；调试
1 GIS技术简介
GIS将一座变电站中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体，一般为积木式结构。

总体而言，它由断路器(CB)、隔离开关(DS)、接地开关(ES)、电压互感器(VT)、电流互感器(CT)、避雷器(LA)、母线(BUS)和套管(BSG)八大部件组成。

GIS有如下特点：
(1) 结构小型化：采用性能卓越的气体作绝缘和灭弧介质，大幅度缩小
变电站的容积，实现变电站的小型化。

中，与盐雾、积尘、
(2) 可靠性高：带电部分全部密封于惰性气体SF
6
积雪等外部影响隔离，大大提高了运行的可靠性。

此外还具有优良的抗地震能力。

(3) 安全性好：带电部分密封于接地的金属壳内，因而无触电危险；SF
6
气体为惰性气体，所以无火灾危险。

(4) 杜绝了对外部的不利影响：因带电部分全封闭在金属壳体内，对电
磁和静电实现屏蔽，不会产生噪音和无线电干扰等问题。

(5) 安装周期短：由于结构小型化，可以在制造厂实现整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，因此可以缩短现场安装的工期。

(6) 维护方便，检修周期长：因结构布置合理，灭弧系统先进，延长了检修周期，提高了产品的使用寿命。

又由于其结构的小型化，安装位置距地面近，
使维护更方便。

户外敞开式配电装置和GIS方案的技术特点比较，见表1。

2 220 kV GIS安装
2.1 安装前的准备
(1) 现场清理，务必将地坪和地沟清理干净。

(2) 按GIS设备的基础图和总体布置图要求，在地坪上用墨斗画出各间
隔的间距、相距和主母线间的中心线，供GIS设备安装就位用。

(3) 沿各中心线，按间隔用经纬仪测出2～4点标高，并做好记录，作为
GIS就位的依据。

(4) GIS运进厂房后，按计划、程序进行安装，不得堆积。

(5) 熟悉GIS设备图纸资料和作业要领。

2.2 GIS安装要领
(1) 首先确认安装基准及最先就位的单元。

若选的不合适，将直接影响
以后的安装工作。

(2) 一般先装主母线，并以中间间隔的主母线为基准，而且该主母线就位时还应略微加高些，以保证该母线底架下部的基准面高出GIS厂房地坪所测诸
标高2～5 mm。

(3) 以基准主母线为中心，分别在两端依次连接其他间隔主母线，直至
装完。

(4) 用经纬仪测量全部主母线标高，以检查主母线安装质量。

要求各主
母线上接口均保持在同一水平面上，否则用垫片调整。

(5) 主母线调整好后，按GIS总体布置图要求，以主母线为基准，分别
安装进出线间隔，母联间隔。

其顺序为：先里后外。

(6) 组装时，应先检查CT极性(注意：千万不能弄反)。

(7) 为了合理安排作业、缩短工期，各种作业可交叉进行(注意：应在组
装好2个以上气室时，才准为第一个气室充气)。

(8) 全部组装和充好SF
气体后方可进行现场试验(注意：GIS抽真空后
6
气体前不得测量主回路电阻，因为此时产品处于亚真空状态，绝缘性能充SF
6
极差，试验时可能引起盆式绝缘子因沿面放电而受到损害)。

压力补充至额定表压外，还应将
(9) 试验结束后，除了应将各气室SF
6
气体密度继电器、压力开关、安全阀等整定至额定位置。

各SF
6
(10) 最终检查，提出交接报告。

2.3 安装注意事项
(1) 对套管、管路、箱体等部位不要重击或施加额外的力。

(2) 户外安装时，避免雨天作业。

(3) 安装过程中要特别小心，防止灰尘和潮气进入GIS内部。

(4) 防止杂质进入GIS内部，安装前应用塑料套盖住法兰孔。

(5) 保护好充气孔，不要使之损坏或沾污。

(6) 安放O形圈时，且不要将其损伤。

O形圈靠近大气一侧及其对应的
法兰密封面上应涂以密封胶(白色)。

(7) 安装前，切勿将罐体和管路上的盖板取下。

(8) 在抽真空前，迅速放置干燥剂，以尽量缩短其在大气中暴露的时间
(一般不得超过8 h)。

(9) 用适当力矩紧固螺栓。

3 现场调试要点
GIS安装后，必须经过严格的检查与试验，确认安装正确、可靠后，才
能投运。

具体项目及方法如下：
3.1 外观检查
主要内容有：装配状态、零件松动情况、接地端子配置及气体管路、电
缆台架有无损坏。

上述检查应根据安装检查卡进行。

3.2 二次接线检查
检查从控制屏到断路器、隔离开关等元件操动机构的连线，检查从控制屏到CT、CVT等元件端子箱的接线。

同时要检查接线端子的松紧程度及端子标记
的情况。

3.3 绝缘电阻测量(含主回路及二次回路)
使用1 000 V兆欧表测量主回路(母线、断路器、隔离开关及接地开关等)对地，以及控制回路对地的绝缘电阻。

可直接从GIS出线套管导电杆处测量主回路的绝缘电阻值。

在端子板上测量每一根线的绝缘电阻值。

判定标准：主回路1
000 MΩ以上，控制回路1 MΩ以上。

3.4 主回路电阻测量
为便于与制造厂测量的结果比较，二者应采用相同的测量回路及测量方
法。

下述程序仅限于现场：
(1) 合上待测回路的隔离开关、断路器和接地开关。

(2) 从接地开关上移开接地板后，接上电源。

(3) 通以直流20～100 A，测量接地开关两端的毫伏数(在这种情况下，
毫伏表测量点尽可能远离测量电源)。

(4) 比较现场测量值与制造厂测量值。

判定标准：现场测量值应不超过
制造厂测量值的20%。

3.5 开关操作试验及联锁试验
(1) 分合闸试验
在额定操作压力和规定控制电压下，按下控制屏上按钮，检查分合闸状
况。

(2) 连续分合闸操作试验
除接地开关用手动控制外，要在额定操作压力和额定控制电压下连续进
行5～10次分合闸操作。

在此过程中，检查操作机构、转换开关等部位。

(3) 操动各元件，检查断路器与隔离开关之间的联锁情况。

判定标准：必
须满足电气控制原理图规定的联锁条件。

3.6 各气室的SF6气体含水量测量
断路器气室含水量应小于150×10-6(体积分数)，其他气室含水量应小于
250×10-6(体积分数)。

3.7 压缩空气系统泄漏试验
断路器气罐充气到额定压力(1.47×106Pa)后，关闭供气阀，保持12 h或
24 h，检查气压下降率(要求下降率：12 h小于5%；24 h小于10%)。

气体泄漏检测
3.8 SF
6
在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰的连接部位包封起来(要求被检设备充气搁置3 h以上)，用SF6检漏仪测量包容区内SF6含量(检漏仪的测量单位为10-6，体积分数)，年漏气率必须小于1%。

密度继电器及空气压力开关试验
3.9 SF
6
(1) 温度补偿压力开关
气体监控箱内温度补偿压力开关的动作值在整定范围内。

检查SF
(2) 空气压力开关
控制空气罐上的进气阀和放气阀，调整空气压力，借以检查安装在断路
器操作机构箱中的空气压力开关的动作压力。

3.10 CT试验
在端子板上用500 V摇表测量二次线圈对地绝缘电阻，其值应大于1 MΩ。

3.11 CVT试验
(1) 在端子板上测量二次线圈对地绝缘电阻，其值应大于5×103MΩ。

(2) 对二次绕组及一次绕组接地端子施加工频电压。

判定标准：耐受工
频试验电压2 kV、1 min。

(3) 有条件时，可对一次绕组进行工频耐压试验，但试验电压不得超过
额定电压的1.3倍。

3.12 LA试验
LA安装后，应在晴朗天气，无开关操作的情况下进行泄漏电流测量，检查和记录放电计数器的起始数据。

判定标准：阻性电流超过0.5 mA时，必须详
细检查和分析原因。

3.13 主回路工频1 min耐压试验
为了防止安装上的失误，确保GIS安全运行，设备安装完毕后，主回路(对地和断口间)的工频电压试验，耐受试验电压为0.8×460 kV、1 min。

3.14 二次回路工频2 kV 1 min耐压试验
控制回路和辅助回路对地应进行工频电压试验，耐受试验电压为2 kV、
1 min。

4 应注意的问题
安装时，GIS室内所有设备应是清洁的，安装现场的环境也应是清洁的。

某发电厂一期工程厂用备用电源由220 kV系统提供，220 kV配电装置为西安高压开关厂引进日本三菱公司技术生产的GIS，此套GIS共有7个间隔：3个进线间隔；2个出线间隔；1个母联间隔；1个CVT间隔。

安装施工时，由于GIS室各进出门封闭不严，加上附近是施工现场，灰尘很大，造成GIS室内卫生状况不良，本来计划施工工期为3个月，但是由于上述原因，施工工期延迟了3个月，给工程建设造成很大损失。

后来在此项工程500 kV GIS配电装置施工时，吸取了220 kV GIS施工安装经验，采取多种措施保证500 kV GIS室内环境的清
洁，使工程提前2个月完工。