气体绝缘金属封闭开关设备安装施工工法(2014.12.01)

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）安装施工工法张娜陆丽杰陈忆杰中国石油天然气管道局第五工程公司目录1.前言 (1)2.工法特点 (1)3.适用范围 (2)4.工艺原理 (2)5.施工工艺流程及操作要点 (3)5.1工艺流程 (3)5.2操作要点 (4)6.材料与设备 (13)6.1主要施工工具和工器具 (13)6.2主要试验、仪表设备 (14)7.质量控制 (14)8.安全措施 (15)9.环保措施 (15)10.效益分析 (16)11.应用实例 (16)气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）安装施工工法河北华北石油工程建设有限公司张娜陆丽杰陈忆杰1.前言随着电气自动化的发展，传统供电系统主要电气设备基本上是以充油作为绝缘，或灭弧介质，不但技术落后，而且存在各种不可克服的缺陷，同时维护量大，加大了维护成本，大大影响系统供电的可靠性。

GIS组合电器，具有占地面积小、噪音小、无火灾危险、检修周期长、运行安全、可靠等特点，是国家经贸委、国家电力公司推荐的城网建设改造工程中优先选用的产品。

为提高供电系统的可靠性，采用先进的开关设备势在必行。

2009年华北油田水电厂留路110kV变电所改造工程采用全新的ZF10-128(L)/T3150-40型气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）,是将断路器，隔离开关，接地开关，电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管和电缆终端等元件组合封闭在接地的金属壳体内，充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质所组成的开关设备，提高系统安全稳定运行系数。

相继在华北油田水电厂任五站、华北油田水电厂石化西变电所、华北油田水电厂任东220kV 变电所中均应用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。

本工法总结了我公司多年来在110kV变电站及220kV变电站施工的管理技术和工艺技术，对GIS安装、断路器安装、出线套筒安装、进出线PT\CT安装调试程序和操作要点进行了比较详细的叙述。

工程在工程开工时根据现场实际情况和用户需要，制定安装、质量方针目标，在验收土建混凝土尺寸、吊装准备、工具、材料、安全、人员培训等方面实施系统的程序控制，施工方法采用平行作业，安装与调试分开作业。

在施工进度及施工质量上得到了充分的保证。

2.工法特点该工法工序完整、流程紧凑、用人和机械台班少，工期能够保证，与传统施工方法相比，省时省力，能够保证工期。

并强调了在安装环节对设备的检查以及调试工作在安装的过程中实时进行。

3.适用范围适用于工矿企业中110kV电压等级及其以上的开关站供电系统的进线及对站内主变压器的进线。

4.工艺原理本工法对GIS安装、断路器安装、出线套筒安装、进出线PT、CT电气调试试验的施工步骤进行了程序化安排，对每个分项安装起始和结束控制在总体施工网络图的计划时间内，来进行施工进度和工程质量的控制。

保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务，密封性是GIS绝缘的关键，真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素，在进出线PT、CT安装程序强调了安装各环节对设备检查以及调试工作在安装过程中的实时进行。

安装的总体顺序为依据GIS的设备特点和现场的位置情况，先进行GIS的基础支架安装，断路器安装、隔离开关、电流互感器、阀门、SF6气体密度监控器、吸附剂、可伸缩外壳这样一个流程来进行现场的一个组装，由于每个工程设计间隔不同，按照顺序依次进行安装。

由于GIS组合电器具有独特的结构特点，它的安装工艺有着更加严格的要求。

1)装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行，并采取防尘、防潮措施。

2)制造厂已经装配好的各电器元件，在现场组装时不应解体检查，如有缺陷必须在现场解体时，应经制造厂同意，并在厂方人员指导下进行。

3)应按制造厂的编号和规定的程序进行组装，不得混装，不许用物体撞击SF6气体管路和压缩空气管路，不允许杂质进入管内，不许损坏SF6气体和压缩空气系统密封面和密封圈。

4)使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定，已用过的密封垫(圈)不得重复使用。

5)所有螺栓的紧固均应使用力矩板手，其力矩值应符合产品的技术规定。

6)设备接线端子的接触面应平整、清洁、无氧化膜，并涂以薄层电力复合脂，镀银部分不得挫磨，载流部分其表面应无凹陷及毛刺，连接螺栓应齐全、紧固。

7)在SF6气体压力充至额定压力之前，断路器只可用手力操作杆操作，不要操作其它任何部件。

8)在检查GIS内部时，应先回收SF6气体，然后吹入压缩空气，并用氧气浓度表检查，当氧气浓度大于18%时，才能开始工作。

5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1 设备安装前应安装现场进行全面清扫、检查，具备设备进场条件。

2 基础埋件应预埋并通过验收，重复检查预埋件的相对位置尺寸、水平高差、牢固程度及接地线引出位置等是否符合设计和制造厂的技术要求。

埋件包括：1）预埋铁板埋件完成；2）电缆管线埋件完成；3）暗敷接地网扁铁埋件完成。

3 按基础设计图以及制造厂技术要求，测量出各间隔断路器、母线、控制柜等的控制中心线及受力点、并在地面上（或墙面）对其位置进行标识，再校核高程准确。

此项工作结束后，对安装场地进行全面清扫，使安装现场环境符合要求。

位置标识内容主要包括：1）先在地面确定母联断路器基础所在位置，再确定另两台断路器位置；2）确定出线母线位置；3）确定GIS基础钢架安装位置，使之与图纸一致。

4 根据到货清单和图纸，开箱清点设备及其附件，并按照安装顺序将设备倒运到现场。

5 设备外观检查内容与清洁工作，包括：1）检查电压互感器的震动指示器；2）用交货清单检查所有的工具和仪器；3）设备外观损伤检查，检查设备外部损伤痕迹；如果发现有损伤痕迹，建议作适当的测量；4）组合件外部清洁；5）安装时必须打开的组合件，检查内部损伤和清洁，检查设备内部损坏和清洁情况；如果发现有损伤痕迹，建议作适当的测量。

如果需要清洁，清洁设备；6）法兰和O形圈，准备法兰和导体与模块的配对连接，检查O形圈；7）气密和透气套管，在每一个出货模具装配之前，检查主设计图以确保气密和透气套管已经安装在正确的位置。

8）拉杆安装和测量安装间宽度，拉杆是根据运输用途被螺杆紧固的，并且在膨胀节气体间隔被充入气体之前，需要调整与设备图纸一致。

在充入气体之后重复测量过程，记录两次测量结果。

当调整是正确的，内部的球形座可以用手转动。

6 施工前，对施工人员进行技术工艺交底、安全生产措施交底、文明施工教育。

7 设备安装前检查排除作业面围栏杆、孔洞盖板未完善等危险源，检查排除设备吊装、管口对接等危险源。

5.2.2验收土建混凝土基础尺1 预埋件要求是一块整料，且平直，所有预埋件要高出基准水平面10mm 。

2 每隔预埋件水平最高和最低差不超过2mm,所有尺寸最大偏差为上下3mm 。

3 “W”表示GIS 的接地点，接地引线应于主接地网连接，在开关室内相互独立，接地短路电流 31.5kA 。

所有预埋件要求与主接地网连接。

4 最大不解体单元重量6.5吨，尺寸5700*1600*3100。

5 GIS 设备安装调试完后，应将GIS 底架支架与预埋件基础焊接牢固。

6 GIS 室下部要求通风，吊高大于6.5米。

7 K2为GIS 二次控制电缆出线孔位置，尺寸为400×400。

8 设备进出口位置由用户自定，建议尺寸：300（宽）×4500（高）。

9 未标注预埋槽钢长度为 1200mm,未标注尺寸可在图中直接量取。

5.2.3 GIS 设备安装图5.2.3 GIS 设备安装子流程图1 法兰的连接1）检查法兰内部和外部，法兰光亮表面的准备取决是否暴露在内部气体中（内部区域B ）或者外部空气中（外部区域A ）。

确保外部法兰和封盖表面不能有灰尘，清除塑料运输盖和所有粘性胶带和Tectyl 506胶（用于运输和存储）的痕迹，清洁法兰金属密封正面，检查凹槽和密封面是否损坏。

2）清洁O 形圈，用液体清洁剂沾湿lint-free 纸来擦拭，不能将O 形圈沉浸在清洁剂中或者保持浸入状态。

如果O形圈距被安装之初少于12个月，并且没有明显的损坏或者变形，可以被再使用，将O形圈涂上一层凡士林薄膜，把O形圈到法兰凹槽，保证其在凹槽内均匀完整。

同时凡士林薄膜应该保持原来的位置。

3）根据厂家的技术要求，在法兰内外部区域涂抹相应的密封胶，保证胶面厚度均匀。

4）连接法兰之前，用真空吸尘器清洁气体间隔。

5）按照图纸要的位置，调整好法兰面的中心位置，对接法兰面插入紧固螺杆（涂有密封胶），使用力矩扳手按照对角线方向紧固所有螺杆。

2 导体的连接1）在导体的连接过程中，不允许灰尘或金属粉末进入组件，镀铜的铝导体接触表面必须长时间防止不允许的电压降和接触腐蚀，接触面不应有损伤，清除导体表面残留的油脂；然后涂上一层薄薄的凡士林薄膜。

2）选择合适的导体连接器。

刚性和柔性导体连接器在开关设备里面被使用，刚性导体连接器安装在室内的结构内部，柔性导体连接器补偿制造和安装公差并吸收导体的热量膨胀。

3 管母线的吊装1）按照产品的技术规定选用吊装器具和吊点，不得用钢丝绳进行管母线的吊装。

2）桥机吊装过程中应使管母线保持平行对接，让管母线导电杆顺利插入梅花触头，确保触头接触良好后将分支母线外壳连接起来。

3）母线起吊过程中的速度控制：表5.2.3 母线起吊过程中速度出线套管的安装，应在各部位设备安装完毕后进行安装。

出线套管安装前，首先对瓷套外观进行仔细的检查，不能有破损和缺釉的情况。

然后清扫干净瓷套上的灰土，打开瓷套护盖，清洗瓷套内部，装好内部屏蔽罩及导电杆。

5 接地线安装1）基础应与主接地网可靠连接，焊接与螺接点施工严格按照图纸及有关规范进行。

2）设备的接地线按设计要求和接地网可靠连接，接地必须可靠，接触良好。

接地线接触面应清洁，并涂有导电膏。

GIS 设备的接地线必须保证其连续性、完整性。

6 GIS 间隔设备的安装1）GIS 间隔设备的安装，将间隔母联断路器吊装就位，调整间隔的底座，使其中心位置和高程符合要求后，将底座临时点焊固定。

2）GIS 设备对接时，应平行对接，不允许有蹩劲。

3）按厂家的技术资料，依次安装与其相连的分支母线和套管4）GIS 设备安装完成后须对外观进行清扫、补漆等工作，标示相序、涂相色等。

7 GIS 附属设备的安装1）严格按照施工图纸固定隔离开关、电流电压互感器、避雷器以及电缆终端钢支撑，注意出线墙洞封堵。

2）装配SF6气体检测系统，按照厂家的技术要求布置铜管的走向。

3）安装现场控制盘柜，进行电缆的敷设及二次配线。

5.2.4 GIS 气体作业图5.2.4 GIS 气体作业子流程图气体作业主要包括：抽真空、充SF6气体。

组装好多个间隔后，先对气隔室逐个进行抽真空去水分、再充SF6气体。