GIS组合电器施工工艺与措施

66KV木兰变电站新建工程

GIS组合电器作业指导书

编报单位：朝阳博远电力建设有限公司（变电公司）审批： 审核：

编制： 赵晶

报送日期： 2010年 07月 12日

朝 阳 博 远 电 力 建 设 有 限 公 司1

GIS设备安装工法

一、前言

GIS基本技术参数

1. 外壳类型：铝合金筒体结合钢质支架。 2. 接线形式：两个66KV电源进线间隔 3. 电气系统标称电压：66kV 4. 设备额定电压：66KV

5. 操作回路工频耐压：(相对地/相间/断口间)230/230/265KV 6. 额定频率：50HZ

7.额定开断电流：31.5KA 8.额定短时耐压: 550KV 9.额定峰值耐受电流：80KA 10.额定短路持续时间：4s 11.辅助回路电源

操作回路额定电压： DC 220V 加热/照明回路电源：AC 220V

机构应提供压力告警及闭锁节点，并要实现内部跳合闸闭锁。 12.电晕水平：1.1倍额定相电压时，晴天夜间无可见电晕。 13.SF6零表压时对地和断口间5min耐受电压（有效值）：1.3倍最高工作相电压。

14.局部放电水平

单件： ≤3PC(1.2Ue) GIS整体： ≤10PC(1.2Ue)

GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和

灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。经过30多年的研制开发，GIS技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。目前，随着全球电力系统自身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高，GIS技术必将持续发展，并将成为本世纪高压电器的发展主流。 二、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，即在安装过程中就进行调整型操作实验。 三、适用范围

适用于工矿企业中66kV电压等级及其以上的电压等级的开关站供电系统的进线及对66kV变电站内主变压器的进线。 四、工艺原理

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本工法对GIS安装、断路器安装、出线套筒安装、进出线PT、CT电气调试的实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，即在安装过程中进行调整型操作实验，安装结束后进行签订型实验。

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，由于本工程设计7个间隔，按照顺序依次进行安装。 施工技术准备，施五、施工工艺流程及操作要点 开 始 工器具准备，施工

消耗材料准备，施熟悉施工图纸与技术措施 设备运输 工用气体准备劳保用品准备 验收土建混凝土基础尺寸 设备检查与验收 基础划线 断路器就位 GIS元件拼装 抽真空与初充气 出线套管吊装 接地线安装 密度计核验 地脚螺栓紧固 密度计与防燥筒安装 更换吸附剂 充SF6气体至最终压力 检 漏 元件现场测试 SF6气体含水量测试 3

高压耐压实验 TC与避雷器安装

主变压器套管连接 接地控制柜安装 清理外壳与补漆 GIS本体电缆敷设 验 收 二次线连接

控制回路的核查试运行

与调试

试操作

1、施工准备

1.1熟悉安装图纸，了解安装位置，核对安装尺寸。

2.2土建工作已结束，土建预留埋件位置及尺寸、基础标高达到安装要求，并已办理验收交接鉴证。

2.3设备存放区域已准备妥当，

2.4现场清理工作，安装前在户外存放设备应确保在恶劣天气下免受洪水、粉尘的污染。GIS安装时必须避免各种形式的污染，户外安装应有防尘、防潮措施，空气湿度≤80％。

2.5工具设备，安装所需场所设备及工具准备齐全。 2、安装前的检查

2.1组合电器基础检查

2.1.1相邻基础埋件误差≤2mm，每间隔内部基础最高点和最低点在垂直方向上的误差小于5mm；

2.1.2相间标高误差≤5mm，同相标高误差≤2mm； 2.1.3同相间x、y轴线误差≤1mm；

2.1.4相邻设备的基准相中心的纵向、轴向误差≤5mm。 2.2设备开箱检查

2.2.1开箱检查完毕写出检查纪要备查 2.2.2核对GIS型号符合设计要求；

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2.2.3GIS各部件、备件及专用工具应齐全无锈蚀和损伤变形； 2.2.3瓷件表面光滑，无裂纹，铸件无砂眼； 3、GIS设备检查

3.1组合元件及附件，齐全，无损伤、锈蚀。 3.2绝缘部件，清洁，无受潮、无变形。

3.3元件接线端子及载流部分，光洁，无锈蚀。 3.4紧固螺栓，齐全，无松动。

3.5接地引线，无锈蚀、损伤，且接地引线型号、规格等符合设计要求。 3.6母线及气室筒内壁，平整，无毛刺及无油污。 3.7 SF6气体充注前检查

3.7.1充气前充气设备及管路检查，洁净，无水分、油污。 3.7.2充气前断路器内部真空度，符合制造厂规定。

3.7.3密度继电器，报警、闭锁压力值按制造厂规定整定。

3.7.4SF6气体含水量，断路器室： ≤150ppm（体积比）其他元件： ≤250ppm（体积比）。

4、验收土建混凝土基础尺寸技术要求

4.1、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. 4.2、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。 4.3、“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，接地短路电流31.5kA。所有预埋件要求与主接地网连接。 4.4、最大不解体单元重量6.5吨，尺寸5700*1600*3100.

4.5、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。 4.6、GIS室下部要求通风，吊高大于6.5米。

4.7、K2为GIS二次控制电缆出线孔位置，尺寸为400³400.

4.8、设备进出口位置由用户自定，建议尺寸：300（宽）³4500（高）。 4.9、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、GIS设备安装

5.1、GIS基础支架安装

5.1.1支架外观检查，无机械损伤

5.1.2支架安装，固定螺栓牢固、接地良好、防腐层完整，安装时，按基础图确定好位置。

5.2、断路器安装

5.2.1断路器为户外运行，单压吹气式、单断口、SF6气体绝缘。

5.2.2每极配用一台液压碟簧操动机构，可单极操作，也可三极电气联动操作。 5.2.3断路器能实现远方、就地的单相或三相合分及自动重合闸等操作。 5.2.4断路器在GIS的主母线及母线隔离开关就位后，再安装断路器。 5.3断路器安装顺序

用起重机将断路器吊起，并缓慢向CT移动，待确认三相导体均已正确插入断路器的梅花触头且O型圈正确地装于密封槽内后，使断路器的侧口法兰与CT内屏蔽法

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兰靠上，并用螺栓联接，将机构箱固定于底架之上。 5.4隔离开关安装

5.4.1隔离开关由三个标准装配单元组成，并且配有一台气动、电动或弹簧操动机构。

5.4.2隔离开关的所有带电部件（如动、静触头等）均安装在金属壳体中，隔离开关具有一套分、合闸装置，由气动、电动或弹簧操动机构进行操作。

5.4.3装在壳体中的隔离开关动触头是经过绝缘棒及密封轴伸出来经过连接机构与操动机构连接，每一壳体中充有一定压力的SF6气体，在采用气动操动机构时，操作用气与断路器及接地开关用的压缩空气来自同一气源。 5.5电流互感器安装

5.5.1电流互感器是环形铁芯型变换器，铁芯之间在电和磁方面是绝缘的。 5.5.2电流互感器的变比可通过第二个绕组的不同分接头得到。

5.5.3电流互感器专门用于电流的保护和测量，该元件的任何其他使用都是禁止的，也不符合其目的。

5.5.4电流互感器切勿在打开二次绕组的情况下操作，这样会引起导致飞弧的高空载电压，不使用铁芯的绕组必须短路。

5.5.5因为是纯静态元件，电流互感器不需要任何维修。 5.6、阀门安装

阀门用于SF6气体填充、清空和隔间的充满，以及检查气体的质量(湿度、酸度、纯度等等)

5.7、SF6气体密度监控器安装

SF6气体密度监控器采用表计合一的结构，表计内部装双金属片进行温度补偿，能直观监视气压变化（—20℃～60℃范围内，误差为2.5%，可以不必修正环境温度对SF6气压的影响，直接充入额定气压的SF6气体）。 5.8吸附剂

5.8.1吸附剂用于去除SF6和其分解气态产物中的水分。 5.8.2吸附剂在存储期间须加外包装，以免存储时吸收水分。 5.8.3吸附剂必须在每次打开SF6气体外壳后予以更换。 5.9可伸缩外壳

伸缩节可以吸收因温度变化及结构和安装误差引起的导体应力变化。正常情况下，伸缩节的寿命达到伸缩循环次数为10000次，伸缩节沿轴内的伸缩范围（水平：±5mm/m，垂直: ±3mm/m）。 6、GIS中SF6气体 6.1隔室

其外壳充填SF6气体的GIS分成几个气体密封隔室。这样的安排有几个好处： 6.1.1如果电站，一个单元间隔要更改或一个部件要取代，整个电站不需要排气，不受影响的气室可以保持在SF6的压力下，电站的一些部分可以保持供电。 6.1.2万一SF6泄漏，只有一个气室受影响，并且泄漏能很方便地被检测出。每个隔室都备有一个压力开关。

6.1.3一般的内部故障不会影响到相邻的气室。

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6.2、SF6压力

6.2.1国际单位：帕斯卡：帕。 实用单位：兆帕

6.2.2用于GIS的SF6气体压力：0.5兆帕。 6.2.3用于断路器的SF6气体压力：0.6兆帕.

6.2.4最小运行表压断路器气室0.5MPa，其余为0.4MPa。 7、GIS导线连接及接地 7.1导线连接

7.1.1用钢丝刷将接线板的接触面刷出金属光亮并略微打毛，清理干净，薄薄涂一层导电膏；

7.1.2螺栓紧固可靠，力矩符合要求； 7.1.3导线连接后不应使端子受额外应力；

7.1.4设备线夹和充气套管上部端子连接时放在端子的上方，和下部端子连接时放在端子的下方。 7.2接地

7.2.1GIS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。

7.2.2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。 8、GIS气体检查调整

8.1、GIS系统SF6气体的微水检测

设备安装前、安装过程中及安装后都需测试SF6气体的含水量。若任何过程中测试的SF6气体含水量超过规范标准及设备厂家技术要求，都需对SF6气体进行处理，处理合格后方可进行下一道工序施工。SF6气体的含水量的测试及处理工作应由专业人员进行。

8.2充入SF6气体，GIS充气由厂家技术人员在现场指导；

8.2.1抽真空至133Pa以后,让真空泵继续运转30min 以上,以减少壳体内的潮气。 8.2.2抽完真空后，关闭供气阀门，测量气体间隔的真空度；放置4h后的真空度不得超过133Mpa；如真空度下降133Pa以上，要重新抽真空到133Pa以下，并继续抽真空30min，然后重复真空泄漏检查，以确定是存在有漏气点还是存在水分。 8.2.3壳体内充SF6气体至额定气压，检查密度继电器界值开关。 8.2.4稳定12小时后，检查间隔内压力。 8.2.5检查现场组件的密封性。

8.2.6稳定3-8天后，测量SF6的湿度。 8.3、SF6气体泄漏试验

8.3.1在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰连接部位包封起来，充入额定压力的SF6气体搁置4h以上，用SF6检测仪测量包容区内SF6含量，检漏仪测量单位为ppm（V/V）。

判定标准：年漏气率小于1%。

漏气量 Q=（V1³M/T）³10-6

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年漏气率q=365³24³Q³100/(P+1.03)²V2 其中：Q—漏气量，1/h;

V1—被检查设备和塑料薄膜之间的体积1； M—气体检漏仪读数，ppm； T—塑料薄膜包装时间，h; q—年漏气率；

P—额定气压，kg/cm2 V2—气室体积，1； 8.4、SF6含水量检查

8.4.1新鲜SF6气体中的含水量标准要求应不大于15ppm（重量比）（相当于体积比为120ppm）。

8.4.2设备内SF6气体的含水量应在气体充入48h后进行测量。 8.4.3判定标准：断路器气室：应小于150ppm（V/V）；其它气室：应小于250ppm（V/V）。

8.5、开关设备操作的检查

8.5.1用肉眼检查隔离开关和接地开关工作的完整性：运动处的标记、位置指示器。 8.5.2只能用填充了额定相对压力的SF6气体的开关设备对断路器进行操作。 8.5.3检查铭牌上的速率是否与图纸上一致。

8.5.4通过电流互感器二次终端对地之间持续1分钟施加2000V，来检查绝缘程度。 8.5.5检查电压互感器一次绕组对地、一次绕组对二次绕组和二次绕组对地的绝缘电阻。

9、GIS实验

GIS实验包括元件实验、主回路电阻测量、SF气体微小含量和检漏实验以及交流耐压实验等。

9.1、主回路电阻实验

GIS各元件安装完成后，一般在抽真空充SF气体之前进行主回路电阻测量。测量主回路电阻，可以检查主回路中的联结和触头接触情况，应采用直流降压测量，测试电流小于100A。若GIS有进出线套管，可利用进出线套管注入测量电流进行测量。若GIS接地开关导电杆于外壳绝缘，引到金属外壳的外部以后再接地，测量时可将活动接地片打开，利用回路上的两组接地开关导电杆关合到测量回路上进行测量。若接地开关导电杆与外壳不能绝缘分隔时，可先测量导体与外壳的并联电阻R0和外壳的直流电阻R1，然后按式换算回路电阻R R=R0R1/R1-R0

基于直流压降时，可采用直流电源、分流器和毫伏表测量回路电阻，也可采用回路电阻测试仪来进行测量。二者基本原理一致，测量时应注意接线的方式带来的误差，电压测量线应在电流输出线的内侧，且电压测量线应接在被测回路正确的位置，否则将产生较大的测量误差。

在GIS母线较长间隔较多，并且有多路进出线的情况下，应尽可能分段测量，以便有效地找到缺陷的部位。现场测量的数据应与出厂实验数据比较，当被测回路各相长度相同时，测得的各相数据应相同或接近。

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9.2、GIS现场交流耐压实验 2.1、被试品要求

GIS应完全安装好，SF6气体充气到额定密度，已完成主回路电阻测量、各元件实验以及SF6气体微水含量和检漏实验。所有电流互感器二次绕组断路接地，电压互感器二次绕组并接地。

交流耐压实验前，应将下列设备和GIS隔离开来；

1、 高压电缆和架空线

2、 电力变压器和大多数电磁式电压互感器（若采用调频式串联谐振耐压实验装置，实验回路经频率计算不会引起磁饱和，且耐压标准一样，也可以与主回路一起做耐压） 3、 避雷器和保护火花间隙。

2.2、实验电压的加压方法

实验电压应施加到每相导体和外壳之间，每次一相，其他非试相的导体应与接地的外壳相连，实验电压一般由进出线套管加进去，实验过程中应使GIS每个部件都至少施加一次实验电压，同时，为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化，实验电压应尽能分别由几个部位施加。现场一般仅做相对地交流耐压，如果断路器和隔离开关的端口在运输、安装过程中受到损坏，或已经解体，工做断口交流耐压，耐压值与相对地交流耐压值取同一数值。 2.3、交流耐压程序

GIS现场交流耐压实验的第一阶段是“老练净化”，其目的是清除DIS内部可能存在的导电微粒或非导电微粒。这些微粒可能是由于安装时带入而清理不净，或是多次操作后产生金属碎屑。“老练净化”可使可能存在的导电微粒移动到低电场区或微粒陷阱中烧蚀电极表面的毛刺，使其不再对绝缘起危害作用。

第二阶段是耐压实验，即在“老练净化”过程结束后进行耐压实验，时间为1min.

六、材料与设备

1、主要施工工具和工器具

序号 设备名称 1 2 3

规格型号 25T 10T 14KVA 单位 台 台 台 数量 1 1 2 9

汽车吊 汽车 电焊机 4 真空泵 小型移动式 台 1 5 砂轮切割机 Φ400mm 台 1 6 台钻 Φ13mm 台 1 7 对讲机 3kM 对 2 8 打号机 台 1 9 自制吊架 台 2 10 液压千斤顶 2T 个 2 11 倒链 2T 个 4 12 撬棍 把 6 13 吸尘器 台 1 14 磨光机 台 5 15 水准仪 个 3 16 磁力线坠 个 3 17 水平尺 300m 把 4 18 钢圈尺 19 液压弯管器 油压 台 1 2、主要试验、仪表设备

序号 设备名称 规格型号 单位 数量 1 交流耐压试验器 150kV/220V 25KVA 套 １ 2 直流耐压试验期 50kV TDM/2.5/60 套 １ 3 直流电阻快速测试仪 BKZ 套 １ 4 变比电桥 ＱＳ-２４-１ 台 １ 10

5 6 7 双钳相位表 双臂电桥 兆欧表 MG-29 QJ-44 ２５００Ｖ 台 台 台 １ １ １ 七、劳动力的组成 1、劳动力配置表如下

序号 工种 1 2 3 4 5 平均人数 平均天数 25 20 4 20 30 安装电工 10 调试电工 6 起重工 2 电气焊工 4 劳务工 6 2、组织机构图 技术负责人 机具、供应负责人 质量、安全负责人 项目经理 电气调试班 GIS设备安装班 起重班 电缆敷设、二次接线班 八、质量控制措施

1、与建筑相关的专业图纸会审，核实数据后将中心线标于设备基础上，设备就位时设备本体中心线与基础上的中心线重合即可。

2、套管引线连接时，使用的工具必须用白布带绑牢后缠到手腕上，低压侧升高座内部放置一块塑料布，做好放落物措施。 3、质量控制标准：

《电气装置安装高压电器施工及验收规范》 GB147-90 《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002 《冶金电气设备安装工程施工及验收规范》YBJ217-

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50168—92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB50169—92 《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》 GB50170—92

《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171—92

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《电气装置安装35KV及以下架空电力线路施工及验收规范》GB50173—92 《电气装置安装工程电梯电气装置施工及验收规范》 GB50182—93 《电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范》 GB50255—96 《建筑电气工程施工质量验收规范》 GB50303—2002

《建筑电气工程施工质量验收规范条文说明》 GB50303—2002 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50150—91

4、本工法使用系统的质量管理程序，参与程序过程管理的有工程技术人员、专职质量检查员、作业组长、技术负责人。编制《GIS施工方案》。 5、施工用材料产品合格证书完整齐全。 6、试验报告完整齐全。 九、环境与安全措施 1、危险因素辨识与控制表

序 工艺流程涉及 安全风险 号 作业活动 情况分析 预防措施 施工准备： 1）为正确使用工器施工人员正确使用工器具，用力 1）附件开箱 具扎伤手脚 均匀，按开启标志开箱；开箱后及时清除包装木板等材料，防止 1 扎伤手脚。 2）运输倒运 2）吊装锁具不合格 所有吊装用索具必须经检验合格，并在其有效期内使用；附件运输倒运过程应封车，并沿途有人监护。 1）筒体内遗留杂物 所使用工器具应检查完好，无脱 落件。 2)风沙雨雪 选择良好天气，采取防风沙措施， 避免杂物污染设备。 ① 严禁大起大落，起吊附件应匀 速缓慢。使用吊装带吊装套管等 3）瓷件损伤 瓷件。 2、套管螺栓紧固时，注意工具不 要碰伤附件，螺栓应均匀紧固。 2 GIS就位对口 ①所有工具应系好白布带，安装 时将白布带绑在手腕上。 ②本体顶部临时拆下的法兰、盖 板应盖上，在拆开装附件时，注4）工具小附件跌在意螺栓其它附件不要掉入本体本体内 内。 ③对工具上有可能跌落的附件， 使用前采取相应措施。 12

5）高空坠落 ①安装用脚手架应搭设合格并经验收 ②高空作业应扎好安全带 ③工作人员应穿防滑、防油、干净布鞋设备上的油迹随时擦干净。 引起火灾 ①设备现场严禁烟火，拉上警戒绳，无关人员不得入内，并设专人监护。 ②清除周围易燃杂物，不能清除的采取可靠的隔离措施。 ③配置足量的消防器材 2、安全注意事项： 2.1、参加施工的工作人员必须认真学习安装作业指导书，并进行安全技术交底，分工明确。

2.2、设备开箱时，防止损坏设备，包装箱等要及时清除，防止扎伤手脚。 2.3、吊装用索具必须经检验合格，并在有效期内使用。

2.4、起吊时器材不得损伤、扭结，两吊索夹角不大于60°，起吊时应匀速缓慢，严禁大起大落。做到操作、指挥、监护专人负责。

2.5、GIS就位过程中，要统一指挥，用力均匀，严禁挤伤、压伤。

2.6、工作现场必须搭设围栏或拉警戒绳，无关人员禁止入内，工作人员不得做与本次安装无关的事情。

2.7、安全使用工器具必须登记并做好借还记录。

2.8、安装用脚手架，必须经检验合格后方可使用，脚手架上物品必须可靠固定，防止跌落。

2.9、高空作业必须扎号安全带，设备本体上要及时清理干净。

2.10、周围严禁烟火所有人员禁止吸烟，并在施工场地周围挂设防火警示标志。 2.11工作现场应设置防火器材，并有防雨、防风沙措施。

2.12、所有工作人员服从指挥，不得擅自离岗，发现问题及时汇报。 3、环保注意事项：

3.1、含油的棉纱破布、白布等废弃物应及时回收，集中存放，严禁焚烧。 3.2、开箱后的包装箱应及时送到可回收物对方点，散落的铁钉等及时清理。 3.3、安装多余的零部件，如螺栓、法兰盘等应及时清理并分类保管。

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