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【摘 要】 随着我国水电行业飞速发展，GIS作为电站重要组成部分，其施工安全必须要给予充分重视。为了保证水电站GIS施工安全，技术人员与施工人员都必须要对GIS安全技术措施、安装要求等进行熟悉，并做好准备。本文结合实践经验，对水电站GIS施工的安全技术进行探讨。
【关键词】 水电站；GIS；安全技术
1、引言
GIS指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear）简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地开关、出线终端等经优化设计有机地组合成整体，内部充有一定压力的SF6气体，SF6气体也是它的绝缘和断路器消弧介质。GIS设备具有结构小型化、可靠性高、安全性好、受环境影响小、安装周期短、运行维护方便等优点，因此被广泛用于水电行业中。但由于其安装工艺复杂、精度要求高，给施工带来一定困难，同时也存在安全风险，本文就GIS安装主要工序中的安全风险及安全技术进行简单阐述。
2、GIS安装前准备工作
2.1安全技术准备
按照施工现场条件编写安装方案及安全技术措施，组织所有施工人员接受厂家现场技术指导的技术培训。主设备安装，设备抽真空，充SF6气体和配管及检测试验工作应由经过培训合格的GIS专业施工人员进行。并由项目工程师对所有施工人员进行详细的安全技术交底。
2.2施工器具及安全防护设施准备
GIS安装期间所需的施工设备、机具主要有：起重、运输、装卸、清洁、干燥、紧固、SF6气体充装回收、抽真空、SF6气体检漏仪，微水分析仪，气体密度校验仪、防尘、防雨、防火等。准备的规格、数量是依据工程规模、施工的项目及要求进行准备。施工前应对所有设备、机具进行一次全面检查调试，以消除设备安全隐患。施工现场有预留孔洞时要按用途的不同进行处理，增加栏杆或盖板，如有交叉作业的应采取有效的隔离措施。设备进GIS大厅时，应按顺序进入或存放，严禁乱进、乱放，严禁堆压、碰撞设备。在设备开盖、导体绝缘洁净工作期间，大厅内应做到无尘、无水、洁净状态，工作现场内相对湿度超过80%时不允许设备开盖操作。
3、GIS设备安装
3.1吊装作业安全
断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线的安装中涉及吊装作业较多，在此过程中要重点防范起重伤害、设备损坏事故发生。首先，吊装前应先检查设备基础、支架的高程和中心，其结果应符合要求。设备全面检查、清扫洁净。其次，由持有起重机械作业资格证书的人员进行现场指挥吊装作业。吊索选用尼龙吊带或厂家自带专业吊具进行捆绑，吊点应按设备上指定的吊点挂钩，起吊速度要限制在最低档，平稳起落。调整好方位、水平后吊到安装部位，缓慢下落，穿入基础螺杆，然后调整其水平、垂直中心，在准确定位后，将螺帽按规定的力矩拧紧。如有防松装置应将螺栓锁定。
3.2 SF6充装作业安全
SF6作为一种绝缘气体，具有很多优点，是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，并有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可燃性。绝缘性能远远超过传统的油、空气绝缘介质。其缺点和存在的安全风险是：在电弧高温作用下，SF6分解物与水分等杂质反应形成硫的低氟化合物不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用；SF6是重气体，如果发生泄漏，特别是在室内或密闭空间有可能引起窒息。因此SF6充装作业应采取的安全技术对策有：
（1）SF6气室抽真空之前，必须对该气室的吸附剂更换。更换吸附剂工作不能安排在雨天和相对湿度大于80%的情况下进行，吸附剂从干燥箱中取出到装入产品的时间不应超过2h，更换后应尽快进行抽真空处理。真空度达到65Pa以下后，关闭阀门，停止抽真空，保持真空状态4h应没有变化，若有变化，则应查明原因，处理后重新抽真空。真空检漏合格后，再抽一定时间真空，即可充入合格的SF6气体。
（2）在设备充气前，对到货的SF6气体应进行检查，SF6气体必需要有出厂证明，符合SF6气体的有关规定和设备厂商的标准，抽样5%校验，其含水量合格后才能使用。充SF6气可用专用充气置装进行。也可采用厂家提供的SF6气体回收装置上的充气装置进行充气，严禁用SF6气瓶未经减压、过滤直接向设备充气。
充气前还要对充气设备的状态、环境等有所了解。对超过额定气压下的环境温（20度）时，应对当时的充气压力按如下公式修定：
pr=pn+C1+C2
C1=（0.1+pn）×{[（273+t）/（273+20）]-1}=（0.1+pn）×[（t-20）/（273+20）]
式中：pr—在温度t（度）和气压在pt（kPa）下的相对充气压力，MPa；
pn—20度、101.3kPa气压的额定气压力，MPa；
C1—温度修正值；
C2—压力修正值；
或按温度与气压曲线来校正。
（3）GIS气室充SF6气安全操作方法，GIS设备充气在抽真空之后充入SF6气体，为了不使盆式绝缘子单侧受压，充气分两次进行，第一次充气到额定压力的一半，当相邻气室平压后，再进行第二次充气至额定压力。充SF6气完成，稳定24h（或按制造厂规定）后测量气体的含水量。作业中，应当防止因稳定时间不够，气室内壁与所包含的SF6气体之间，因随温度变化而产生的水分交换不充分（扩散未达到平衡点）而测得的不真实水含量值。
（4）GIS设备安装和充SF6气完成后，必需对各气室的法兰连接进行定性和定量漏气（或年漏气率）检测。定性检测是为了迅速确定是否漏气和漏气的具体位置，以便及时处理；定量检测是为了确定年漏气率是否在规定允可的范围内，以保证设备的运行安全。 定性检测方法一般有以下两种：（1）压力表法：用压力表长时间静止监视压力表的变化来确定，如有漏气点应做上记号查明原因及时处理。（2）SF6气体检漏仪检测法。用SF6气体检漏仪的探头在法兰连接处、焊缝处、组合面处等进行探测、寻找确切的漏气点，如有漏气点应做上记号查明原因及时处理。SF6气体检漏仪检测法操作简单、方便、灵敏，为本工程优选的方法，但在使用时应注意仪器中电池是否更换新的，灵敏度应≥10-8。
年漏气率检测：利用厂家提供的SF6气体泄漏检测仪测出各个气隔年漏气率，其值应小于0.5%；利用厂家提供的SF6气体湿度探测器测出各个气隔微水含量，测出的值应符合如下要求：CB气室小于150ppm，其它气室小于500ppm。
3.3 GIS设备耐压试验必备安全条件
（1）设备整体耐压前所有的安装、充SF6气、检漏、接地等工作都已完毕且检查合格。
（2）必需要隔离的设备如电抗器、主变与GIS连接的导电杆应拆除，其母线侧装屏蔽罩充入额定SF6。电压互感器、避雷器暂时不安装，设备CT二次三相短路接地。未装主变的母线管应加可承受额定气压的法兰，母线侧应装屏蔽罩。
（3）GIS室内清洁、通道畅通无阻。
（4）按耐压试验大纲的要求，配备相应的检查和巡视人员协助试验部门进行试验。并在试验前对全体参与人员进行安全技术交底。
（5）试验区域设警戒线，并安排安全员现场监护，禁止无关人员进入该区域。
3.4 GIS设备巡检防范事项
（1）装有SF6设备的高压室，必须装设强力通风装置，风口应设置在室内底部，排风口不应朝向居民住宅或行人。
（2）SF6高压室、电缆层的排风机电源开关应设置在高压室门外。
（3）SF6高压室及下方电缆层隧道的门上，应设置“注意通风”的标志。
（4）在SF6高压室低位区域应安装能报警的氧量仪或SF6气体泄漏报警仪，在工作人员入口处也要装设显示器。这些仪器应定期试验，保证完好。
（5）工作人员进入SF6高压室，入口若无气体含量显示器，必须先通风15min，并用检漏仪测量SF6气体含量合格，尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。
（6）进入SF6高压室低位区或电缆沟进行工作应先检测含氧量（不低于18%）和SF6气体含量是否合格。
（7）因故障造成大量SF6气体泄漏时，要注意远离泄漏点，站在上风口。进入事故现场的抢修人员一律带防毒面具、穿防护服。抢修人员身体的裸露部分，用过的防毒面具、手套、靴子等，先用小苏打溶液清洗，再用肥皂及清水洗干净。
4、结束语
虽然本文简单阐述了安装前准备、吊装、SF6充装、GIS设备耐压试验、GIS设备巡检等方面的安全技术对策，但GIS设备安装是一项系统性的工程，还有很多方面值得我们进一步探讨。因此我们必须正确面对安全管理工作，始终坚持预防为主、综合治理的方针，分析安全薄弱环节，依托先进的安装技术，制定安全技术对策，落实安全防护措施，确保GIS施工项目安全顺利完成。
参考文献：
[1]区伟斌.GIS设备安装和调试的方法及质量控制措施[J].技术与市场，2011.09.22.
[2]范伟健.小议变电站GIS设备安装与调试技术[J].数字技术与应用，2010.9.10.
[3]王勤.电力系统中变电站GIS设备安装与调试[J].中国新技术新产品，2011.2.11.
【关键词】 水电站；GIS；安全技术
1、引言
GIS指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear）简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地开关、出线终端等经优化设计有机地组合成整体，内部充有一定压力的SF6气体，SF6气体也是它的绝缘和断路器消弧介质。GIS设备具有结构小型化、可靠性高、安全性好、受环境影响小、安装周期短、运行维护方便等优点，因此被广泛用于水电行业中。但由于其安装工艺复杂、精度要求高，给施工带来一定困难，同时也存在安全风险，本文就GIS安装主要工序中的安全风险及安全技术进行简单阐述。
2、GIS安装前准备工作
2.1安全技术准备
按照施工现场条件编写安装方案及安全技术措施，组织所有施工人员接受厂家现场技术指导的技术培训。主设备安装，设备抽真空，充SF6气体和配管及检测试验工作应由经过培训合格的GIS专业施工人员进行。并由项目工程师对所有施工人员进行详细的安全技术交底。
2.2施工器具及安全防护设施准备
GIS安装期间所需的施工设备、机具主要有：起重、运输、装卸、清洁、干燥、紧固、SF6气体充装回收、抽真空、SF6气体检漏仪，微水分析仪，气体密度校验仪、防尘、防雨、防火等。准备的规格、数量是依据工程规模、施工的项目及要求进行准备。施工前应对所有设备、机具进行一次全面检查调试，以消除设备安全隐患。施工现场有预留孔洞时要按用途的不同进行处理，增加栏杆或盖板，如有交叉作业的应采取有效的隔离措施。设备进GIS大厅时，应按顺序进入或存放，严禁乱进、乱放，严禁堆压、碰撞设备。在设备开盖、导体绝缘洁净工作期间，大厅内应做到无尘、无水、洁净状态，工作现场内相对湿度超过80%时不允许设备开盖操作。
3、GIS设备安装
3.1吊装作业安全
断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线的安装中涉及吊装作业较多，在此过程中要重点防范起重伤害、设备损坏事故发生。首先，吊装前应先检查设备基础、支架的高程和中心，其结果应符合要求。设备全面检查、清扫洁净。其次，由持有起重机械作业资格证书的人员进行现场指挥吊装作业。吊索选用尼龙吊带或厂家自带专业吊具进行捆绑，吊点应按设备上指定的吊点挂钩，起吊速度要限制在最低档，平稳起落。调整好方位、水平后吊到安装部位，缓慢下落，穿入基础螺杆，然后调整其水平、垂直中心，在准确定位后，将螺帽按规定的力矩拧紧。如有防松装置应将螺栓锁定。
3.2 SF6充装作业安全
SF6作为一种绝缘气体，具有很多优点，是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，并有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可燃性。绝缘性能远远超过传统的油、空气绝缘介质。其缺点和存在的安全风险是：在电弧高温作用下，SF6分解物与水分等杂质反应形成硫的低氟化合物不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用；SF6是重气体，如果发生泄漏，特别是在室内或密闭空间有可能引起窒息。因此SF6充装作业应采取的安全技术对策有：
（1）SF6气室抽真空之前，必须对该气室的吸附剂更换。更换吸附剂工作不能安排在雨天和相对湿度大于80%的情况下进行，吸附剂从干燥箱中取出到装入产品的时间不应超过2h，更换后应尽快进行抽真空处理。真空度达到65Pa以下后，关闭阀门，停止抽真空，保持真空状态4h应没有变化，若有变化，则应查明原因，处理后重新抽真空。真空检漏合格后，再抽一定时间真空，即可充入合格的SF6气体。
（2）在设备充气前，对到货的SF6气体应进行检查，SF6气体必需要有出厂证明，符合SF6气体的有关规定和设备厂商的标准，抽样5%校验，其含水量合格后才能使用。充SF6气可用专用充气置装进行。也可采用厂家提供的SF6气体回收装置上的充气装置进行充气，严禁用SF6气瓶未经减压、过滤直接向设备充气。
充气前还要对充气设备的状态、环境等有所了解。对超过额定气压下的环境温（20度）时，应对当时的充气压力按如下公式修定：
pr=pn+C1+C2
C1=（0.1+pn）×{[（273+t）/（273+20）]-1}=（0.1+pn）×[（t-20）/（273+20）]
式中：pr—在温度t（度）和气压在pt（kPa）下的相对充气压力，MPa；
pn—20度、101.3kPa气压的额定气压力，MPa；
C1—温度修正值；
C2—压力修正值；
或按温度与气压曲线来校正。
（3）GIS气室充SF6气安全操作方法，GIS设备充气在抽真空之后充入SF6气体，为了不使盆式绝缘子单侧受压，充气分两次进行，第一次充气到额定压力的一半，当相邻气室平压后，再进行第二次充气至额定压力。充SF6气完成，稳定24h（或按制造厂规定）后测量气体的含水量。作业中，应当防止因稳定时间不够，气室内壁与所包含的SF6气体之间，因随温度变化而产生的水分交换不充分（扩散未达到平衡点）而测得的不真实水含量值。
（4）GIS设备安装和充SF6气完成后，必需对各气室的法兰连接进行定性和定量漏气（或年漏气率）检测。定性检测是为了迅速确定是否漏气和漏气的具体位置，以便及时处理；定量检测是为了确定年漏气率是否在规定允可的范围内，以保证设备的运行安全。 定性检测方法一般有以下两种：（1）压力表法：用压力表长时间静止监视压力表的变化来确定，如有漏气点应做上记号查明原因及时处理。（2）SF6气体检漏仪检测法。用SF6气体检漏仪的探头在法兰连接处、焊缝处、组合面处等进行探测、寻找确切的漏气点，如有漏气点应做上记号查明原因及时处理。SF6气体检漏仪检测法操作简单、方便、灵敏，为本工程优选的方法，但在使用时应注意仪器中电池是否更换新的，灵敏度应≥10-8。
年漏气率检测：利用厂家提供的SF6气体泄漏检测仪测出各个气隔年漏气率，其值应小于0.5%；利用厂家提供的SF6气体湿度探测器测出各个气隔微水含量，测出的值应符合如下要求：CB气室小于150ppm，其它气室小于500ppm。
3.3 GIS设备耐压试验必备安全条件
（1）设备整体耐压前所有的安装、充SF6气、检漏、接地等工作都已完毕且检查合格。
（2）必需要隔离的设备如电抗器、主变与GIS连接的导电杆应拆除，其母线侧装屏蔽罩充入额定SF6。电压互感器、避雷器暂时不安装，设备CT二次三相短路接地。未装主变的母线管应加可承受额定气压的法兰，母线侧应装屏蔽罩。
（3）GIS室内清洁、通道畅通无阻。
（4）按耐压试验大纲的要求，配备相应的检查和巡视人员协助试验部门进行试验。并在试验前对全体参与人员进行安全技术交底。
（5）试验区域设警戒线，并安排安全员现场监护，禁止无关人员进入该区域。
3.4 GIS设备巡检防范事项
（1）装有SF6设备的高压室，必须装设强力通风装置，风口应设置在室内底部，排风口不应朝向居民住宅或行人。
（2）SF6高压室、电缆层的排风机电源开关应设置在高压室门外。
（3）SF6高压室及下方电缆层隧道的门上，应设置“注意通风”的标志。
（4）在SF6高压室低位区域应安装能报警的氧量仪或SF6气体泄漏报警仪，在工作人员入口处也要装设显示器。这些仪器应定期试验，保证完好。
（5）工作人员进入SF6高压室，入口若无气体含量显示器，必须先通风15min，并用检漏仪测量SF6气体含量合格，尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。
（6）进入SF6高压室低位区或电缆沟进行工作应先检测含氧量（不低于18%）和SF6气体含量是否合格。
（7）因故障造成大量SF6气体泄漏时，要注意远离泄漏点，站在上风口。进入事故现场的抢修人员一律带防毒面具、穿防护服。抢修人员身体的裸露部分，用过的防毒面具、手套、靴子等，先用小苏打溶液清洗，再用肥皂及清水洗干净。
4、结束语
虽然本文简单阐述了安装前准备、吊装、SF6充装、GIS设备耐压试验、GIS设备巡检等方面的安全技术对策，但GIS设备安装是一项系统性的工程，还有很多方面值得我们进一步探讨。因此我们必须正确面对安全管理工作，始终坚持预防为主、综合治理的方针，分析安全薄弱环节，依托先进的安装技术，制定安全技术对策，落实安全防护措施，确保GIS施工项目安全顺利完成。
参考文献：
[1]区伟斌.GIS设备安装和调试的方法及质量控制措施[J].技术与市场，2011.09.22.
[2]范伟健.小议变电站GIS设备安装与调试技术[J].数字技术与应用，2010.9.10.
[3]王勤.电力系统中变电站GIS设备安装与调试[J].中国新技术新产品，2011.2.11.