第二章全封闭组合电器GIS

1、 SF6全封闭组合电器体积小、技术性能优良，是全封闭组合电器体积小、技术性能优良，是70年代初期出现的一种先年代初期出现的一种先进的高压电气配电装置。国际上称这种电器为进的高压电气配电装置。国际上称这种电器为GasInsulater Switchgear（气体绝缘开关设备），简称为（气体绝缘开关设备），简称为GIS。 SF6气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能。气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能。50年代，高压电器的绝缘介质年代，高压电器的绝缘介质就用就用SF6气体代替了空气；气体代替了空气；60年代中期，美国制造了第一套年代中期，美国制造了第一套GIS设备，使高压电设备，使高压电器发生了质的飞跃，

2、也给配电装置带来了一次革命。它具有占地面积少、元件全部器发生了质的飞跃，也给配电装置带来了一次革命。它具有占地面积少、元件全部密封、不受环境干扰、可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量少、安装迅密封、不受环境干扰、可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量少、安装迅速、运行费用低等优点，引起世界电力部门的普遍重视。速、运行费用低等优点，引起世界电力部门的普遍重视。30年来，年来，GIS设备发展设备发展很快，欧洲、美洲、中东的电力公司都规定配电装置要用很快，欧洲、美洲、中东的电力公司都规定配电装置要用GIS设备，在亚洲、非设备，在亚洲、非洲、澳洲的发达国家也基本上规定要用洲、澳洲的发达国家也

3、基本上规定要用GIS设备，在南非有设备，在南非有800kVGIS设备投入设备投入运行。国际大电网会议在运行。国际大电网会议在1992年统计，各国已投入运行的年统计，各国已投入运行的GIS变电站近变电站近2000所。所。 我国我国GIS设备的研制工作起步于设备的研制工作起步于60年代，与世界其他国家基本同步，年代，与世界其他国家基本同步，1971年我国首次试制成功年我国首次试制成功110kVGIS设备，并投入运行。自改革开放以来，我国大型设备，并投入运行。自改革开放以来，我国大型的核电站、火电站、水电站、变电站先后都选用了的核电站、火电站、水电站、变电站先后都选用了GIS设备。例如：大亚湾、秦设

4、备。例如：大亚湾、秦山核电站，四川二滩水电站，上海石洞口等火电厂，广东江门、云南草铺等变电站，山核电站，四川二滩水电站，上海石洞口等火电厂，广东江门、云南草铺等变电站，三峡水电站的升压变电站。自三峡水电站的升压变电站。自80年代开始，国产大型年代开始，国产大型GIS设备也投入电网系统运设备也投入电网系统运行，共达行，共达407个间隔，较大的有广西天生桥水电站的个间隔，较大的有广西天生桥水电站的500kVGIS设备、上海杨树设备、上海杨树浦的浦的220kVGIS设备设备 GIS的绝缘介质用的绝缘介质用SF6气体；气体；SF6气体是世界上目前最优良的绝缘介质和灭气体是世界上目前最优良的绝缘介质和灭

5、弧介质。它无色、无味、无嗅、无毒、不燃烧；在常温常压下，化学性能稳定；与弧介质。它无色、无味、无嗅、无毒、不燃烧；在常温常压下，化学性能稳定；与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都要好得多。传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都要好得多。 GIS设备与常规变电站比较具有如下一些优越性：设备与常规变电站比较具有如下一些优越性：占地面积少；占地面积少；不受环不受环境影响；境影响；运行安全可靠；维护工作量少、检修周期长；运行安全可靠；维护工作量少、检修周期长；施工工期短；施工工期短；没有无没有无线电干扰和噪音干扰。线电干扰和噪音干扰。 GIS设备由断路器、隔离开关（线形、角形）、接地隔离开关、三相

6、共箱母设备由断路器、隔离开关（线形、角形）、接地隔离开关、三相共箱母线、电压互感器、电流互感器、避雷器、电缆终端、进、出线套管等电器元件组合线、电压互感器、电流互感器、避雷器、电缆终端、进、出线套管等电器元件组合而成。而成。 GIS设备的所有带电部分都被金属外壳所包围，它是用铝合金、不锈钢、无设备的所有带电部分都被金属外壳所包围，它是用铝合金、不锈钢、无磁铸钢的材料组成。外壳用铜母线接地，内部充有一定压力的磁铸钢的材料组成。外壳用铜母线接地，内部充有一定压力的SF6气体。气体。 （1）占地面积小，一般）占地面积小，一般GIS设备的占地面积为常规设备的设备的占地面积为常规设备的15%-35%，符

7、，符合我国节约用地的基本国策，减少了征地、拆迁、赔偿等昂贵的前期费用。合我国节约用地的基本国策，减少了征地、拆迁、赔偿等昂贵的前期费用。 （2）不受环境影响。由于）不受环境影响。由于GIS设备的元件是全封闭式的，因此不受污染、盐设备的元件是全封闭式的，因此不受污染、盐雾、潮湿等环境的影响雾、潮湿等环境的影响 。GIS设备的导电部分外壳屏蔽，接地良好，导电体产生设备的导电部分外壳屏蔽，接地良好，导电体产生的辐射、电场干扰、断路器开断的噪音均被外壳屏蔽了，而且的辐射、电场干扰、断路器开断的噪音均被外壳屏蔽了，而且GIS设备被牢固地设备被牢固地安装在基础预埋件上，产品重心低，强度高安装在基础预埋件上

8、，产品重心低，强度高 ，具有优良的耐震性能，尤其适合在，具有优良的耐震性能，尤其适合在城市中心或居民区使用。与常规设备相比，城市中心或居民区使用。与常规设备相比，GIS更容易满足城市环保的要求。更容易满足城市环保的要求。 （3）安全性能高。）安全性能高。SF6气体作为绝缘介质，气体本身不燃烧，防火性能好，气体作为绝缘介质，气体本身不燃烧，防火性能好，而且具有优异的绝缘性能和灭弧性能，运行安全可靠，适合于变电站无人值班，达而且具有优异的绝缘性能和灭弧性能，运行安全可靠，适合于变电站无人值班，达到减人增效的目的。到减人增效的目的。 （4）施工工期短。）施工工期短。GIS设备的各个元件通用性强，采用

9、积木式结构，组装在一设备的各个元件通用性强，采用积木式结构，组装在一个运输单元中，运到施工现场就位固定。现场安装的工作量比常规设备减少了个运输单元中，运到施工现场就位固定。现场安装的工作量比常规设备减少了80%左右。左右。 GIS为高压配电装置，属变电站的一次设备，其主要作用就是接受和分配电能。为高压配电装置，属变电站的一次设备，其主要作用就是接受和分配电能。 （5）维护方便，检修周期长。因其结构布局合理，灭弧系统先进，大大提高）维护方便，检修周期长。因其结构布局合理，灭弧系统先进，大大提高了产品的使用寿命，因此检修周期长，维修工作量小，而且由于小型化，离地面了产品的使用寿命，因此检修周期长，

10、维修工作量小，而且由于小型化，离地面低，因此日常维护方便。低，因此日常维护方便。 线型隔离开关线型隔离开关气体密度表气体密度表充气口充气口开关连杆开关连杆开关指示针开关指示针操动机构操动机构角型隔离开关角型隔离开关电流互感器电流互感器接线盒接线盒线型接地开关线型接地开关断路器断路器避雷器避雷器电压互感器电压互感器断路器断路器电流互感器电流互感器共箱母线筒共箱母线筒共箱母线筒共箱母线筒 GIS设备安装质量的好坏，直接影响着设备安装质量的好坏，直接影响着GIS设备的正常运行和使用寿设备的正常运行和使用寿命，根据命，根据GIS设备运行所发生的事故统计，其中因制造和安装工艺不良而设备运行所发生的事故统

11、计，其中因制造和安装工艺不良而造成的事故约占造成的事故约占40%以上。在现场施工因清洁工作没做好，使得金属微粒、以上。在现场施工因清洁工作没做好，使得金属微粒、尘埃、杂物，水分潮气侵入到尘埃、杂物，水分潮气侵入到GIS内部而造成事故的约占内部而造成事故的约占13%，这是一个，这是一个不小的数字，小小的尘埃、杂物使得几十万，甚至几百、几千万不小的数字，小小的尘埃、杂物使得几十万，甚至几百、几千万kWh的电的电能遭到损失。因此施工现场要保持清洁的工作环境，是保证能遭到损失。因此施工现场要保持清洁的工作环境，是保证GIS设备安装设备安装质量的关键。为此要求质量的关键。为此要求GIS设备在安装前，土建

12、工程必须结束并经验收后设备在安装前，土建工程必须结束并经验收后才能安装才能安装GIS设备。工作人员进到施工现场要换鞋，穿工作服，室外安装设备。工作人员进到施工现场要换鞋，穿工作服，室外安装GIS时要搭围栏，在安装时期与工作无关的人员尽量不进入施工现场。设时要搭围栏，在安装时期与工作无关的人员尽量不进入施工现场。设计计GIS设备还有一个很重要原则就是要保持电场的均匀性。若在设备还有一个很重要原则就是要保持电场的均匀性。若在GIS内部内部有金属微粒存在，导体有划痕、凹凸不平之处等，这些都将破坏有金属微粒存在，导体有划痕、凹凸不平之处等，这些都将破坏GIS内部内部的电场结构的性能，使得电场畸变，产生

13、过电压而击穿绝缘。所以安装的电场结构的性能，使得电场畸变，产生过电压而击穿绝缘。所以安装GIS设备时，要严格按照安装工艺规程执行。设备时，要严格按照安装工艺规程执行。 孔子说过：孔子说过：“工欲善其事，必先利其器。工欲善其事，必先利其器。”这句话经过这句话经过2000多年的实多年的实践，证明这句话是很正确的。践，证明这句话是很正确的。GIS设备安装所用的工器具、仪表必须优良。设备安装所用的工器具、仪表必须优良。例如尼龙吊绳、力矩扳手，各种测量仪表、特殊工具等。专用工具由制造厂例如尼龙吊绳、力矩扳手，各种测量仪表、特殊工具等。专用工具由制造厂家配套供给。家配套供给。 在安装工作进行之前，备品备件

14、应齐全，在安装过程中，一些零件可能在安装工作进行之前，备品备件应齐全，在安装过程中，一些零件可能损坏各遗失后，要及时补充，否则安装不能继续进行。因为损坏各遗失后，要及时补充，否则安装不能继续进行。因为GIS安装工作安装工作是流水作业，前面缺零件做不了工作，要影响后面的工序。特别是进口设备，是流水作业，前面缺零件做不了工作，要影响后面的工序。特别是进口设备，备品不齐，补充时手续麻烦，时间长，影响工程进度。备品不齐，补充时手续麻烦，时间长，影响工程进度。 安装安装GIS人员的素质要好，要手、脑并用，并了解人员的素质要好，要手、脑并用，并了解GIS的基本知识，的基本知识，熟悉工艺规定，有强烈的责任心

15、和严格的组织纪律性。人不在多而在于精，熟悉工艺规定，有强烈的责任心和严格的组织纪律性。人不在多而在于精，否则，工程质量难以保证。否则，工程质量难以保证。 3、 电气装置安装工程电气装置安装工程 高压电器施工及验收规范高压电器施工及验收规范GBJ147-90 2、 GIS制造厂家配套的安装工艺手册及相关使用说明书制造厂家配套的安装工艺手册及相关使用说明书 1、 由设计单位编制的施工图设计及配套说明由设计单位编制的施工图设计及配套说明 4、 国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册 变电工程分册变电工程分册 GIS的安装一般都在厂家技术人员的指导下进行，除此之外

16、还可以参考的安装一般都在厂家技术人员的指导下进行，除此之外还可以参考以下规范规程：以下规范规程： （1）全部安装场地的土建、通风、照明等工程已经基本施工完毕，并）全部安装场地的土建、通风、照明等工程已经基本施工完毕，并经验收合格；经验收合格； （2）室内桥式吊车已经安装完毕，并经荷重试验合格；）室内桥式吊车已经安装完毕，并经荷重试验合格； （3）施工场地必须清洁；）施工场地必须清洁； （4）设备、材料、施工机具和仪表均已备齐、检验合格；）设备、材料、施工机具和仪表均已备齐、检验合格； （1）熟悉）熟悉GIS厂家安装图纸、装箱单、检验单及设备说明书等；厂家安装图纸、装箱单、检验单及设备说明书等；

17、 （2）熟悉电力设计单位的图纸和说明书；）熟悉电力设计单位的图纸和说明书； （3）学习有关规程规范。除学习国家现行规程外，还应学习本工程的）学习有关规程规范。除学习国家现行规程外，还应学习本工程的安装技术措施；安装技术措施； GIS设备安装前要对土建进行验收，检查人员必须对设备安装前要对土建进行验收，检查人员必须对GIS设备基础、相设备基础、相关设备的距离、预留孔、预埋螺丝等尺寸进行验收。不合规定的要在安装前关设备的距离、预留孔、预埋螺丝等尺寸进行验收。不合规定的要在安装前进行返工以达到要求为止。进行返工以达到要求为止。 因为因为GIS设备与常规设备不同，常规设备各个元件间多是软连接，比如设备

18、与常规设备不同，常规设备各个元件间多是软连接，比如用软导线连接，误差大了，美观受到影响，但还不至于达到安装不上去的后用软导线连接，误差大了，美观受到影响，但还不至于达到安装不上去的后果。果。GIS设备则不同，因为设备则不同，因为GIS元件多为钢件连接，不能弯曲扭转，有几元件多为钢件连接，不能弯曲扭转，有几处用膨胀节，只是在温度变化时以消除元件的应力为主，对安装设备误差过处用膨胀节，只是在温度变化时以消除元件的应力为主，对安装设备误差过大也无能为力。所以建筑物的误差值要控制严格，否则就装不上去，要拆掉大也无能为力。所以建筑物的误差值要控制严格，否则就装不上去，要拆掉重来。这既增加施工费用，又影响

19、工期。重来。这既增加施工费用，又影响工期。 对土建工程验收的具体细节、误差允许范围等详见厂家技术资料及国家对土建工程验收的具体细节、误差允许范围等详见厂家技术资料及国家规范标准。规范标准。 （1）110kVGIS设备的单件重量应不超过设备的单件重量应不超过3t，一般用，一般用8t汽车吊车；汽车吊车； （2）安装）安装GIS设备时，在充入设备时，在充入SF6之前，必须对设备抽真空，抽完真之前，必须对设备抽真空，抽完真空后要进行充气，因为空后要进行充气，因为SF6气体是用钢瓶储运的，所以必须通过一套充气气体是用钢瓶储运的，所以必须通过一套充气设备才能进行。因此充气装置是安装设备才能进行。因此充气装

20、置是安装GIS不可缺少的设备。它有抽真空、不可缺少的设备。它有抽真空、充入或抽出充入或抽出SF6气体、干燥处理等功能。一般分大型充气装置和小型充气气体、干燥处理等功能。一般分大型充气装置和小型充气装置两种，小型的没有过回收装置两种，小型的没有过回收SF6气体和干燥处理气体和干燥处理SF6的功能。前者功能的功能。前者功能齐全，但造价贵、体积大；齐全，但造价贵、体积大； （4）安装）安装GIS设备时，还要用一些专用工具。制造厂家配备了不设备时，还要用一些专用工具。制造厂家配备了不同用处的专用工具，在订货时应向制造厂提出来，由厂家供货。同用处的专用工具，在订货时应向制造厂提出来，由厂家供货。 （5）GIS安装时要用活动脚手架，人字梯等，要求使用灵活，重安装时要用活动脚手架