3 GIS的試驗(yàn)
GIS的試驗(yàn)包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)及現(xiàn)場試驗(yàn)。其中型式試驗(yàn)是檢驗(yàn)產(chǎn)品的正確性，驗(yàn)證GIS裝置的各項(xiàng)性能；出廠試驗(yàn)是在每一間隔上進(jìn)行的，以檢驗(yàn)加工過程中是否存在缺陷；現(xiàn)場試驗(yàn)是檢查GIS配電裝置在包裝、運(yùn)輸、儲存和安裝過程中是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象行之有效的監(jiān)測方法，是GIS在投運(yùn)之前必須進(jìn)行的，也是前兩種試驗(yàn)無法替代的。
大量的現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)中往往會發(fā)生零件松動、脫落、導(dǎo)電表面刮傷；(2)強(qiáng)烈的振動造成絕緣子開裂；(3)安裝錯位引起電極表面缺陷；(4)安裝過程中造成導(dǎo)電微粒進(jìn)入；(5)由于疏忽將工具遺忘在裝置內(nèi)；(6)原來潛伏在裝置內(nèi)的導(dǎo)電微粒在工廠試驗(yàn)時(shí)未能檢測出來，后來在運(yùn)輸和安裝過程中被振蕩出來或漂浮在裝置內(nèi)等。這些因素都會導(dǎo)致絕緣故障。這些絕緣缺陷一般分為兩大類：一是由自由微粒和灰塵誘發(fā)的絕緣事故，稱為活動絕緣缺陷(A類)；二是由于安裝運(yùn)輸中的意外造成的固定絕緣缺陷(B類)。
根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，SF6設(shè)備的絕緣事故有2/3都發(fā)生在未進(jìn)行現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)的設(shè)備上。加拿大安大略水電局的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，GIS的事故不僅多發(fā)生在未做現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)的設(shè)備上，而且多發(fā)生在安裝后投入運(yùn)行的最初4個月內(nèi)，這類事故約占總事故的67%。第一年事故率為0.53次/年·間隔，之后為0.06次/年·間隔。北美地區(qū)的調(diào)查報(bào)告認(rèn)為，GIS運(yùn)行后頭一年事故率為4次/所·年，一年以后為0.1次/所·年。因此，GIS經(jīng)工廠裝配、運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝之后，在投運(yùn)前進(jìn)行絕緣試驗(yàn)是十分必要的。
4 GIS的外殼接地問題
GIS的外殼接地方式有兩種，一種是一點(diǎn)接地方式，另一種是多點(diǎn)接地方式。一點(diǎn)接地方式是在GIS外殼的每個分段中一端絕緣，另一端用一點(diǎn)接地的方式。在結(jié)構(gòu)上，串聯(lián)的殼體之間一般是在法蘭盤處絕緣，對地之間是在殼體支座處緣絕緣。這種接地方式的優(yōu)點(diǎn)是：因?yàn)殚L時(shí)間沒有外殼電流通過，故即使電流額定值大，外殼的溫升也較低，損耗也較小；因?yàn)闆]有電流流入基礎(chǔ)部位，故土建鋼筋中沒有溫升。當(dāng)然它的缺點(diǎn)也很突出，即事故時(shí)不接地端外殼感應(yīng)電壓較高，外界的磁場也較強(qiáng)，當(dāng)導(dǎo)體中流過的電流較大時(shí)，往往會使外殼鋼筋發(fā)熱，由于只有一根接地線，因此可靠性較差。目前國內(nèi)GIS設(shè)計(jì)一般不采用這種外殼接地方式。
多點(diǎn)接地方式是在GIS的某個分段內(nèi)，用導(dǎo)體連接外殼和大地，并且采用兩點(diǎn)以上的多點(diǎn)接地。一般在結(jié)構(gòu)上，串聯(lián)的法蘭盤之間不設(shè)絕緣，設(shè)備的支座不絕緣，并用固定螺栓導(dǎo)通，接地線也裝于殼體。多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)很多：外部磁漏少，感應(yīng)過電壓低；由于GIS外殼有兩點(diǎn)以上的接地點(diǎn)，因而可大大提高其可靠性及安全性；不需要使用絕緣法蘭等絕緣層，施工方便；外殼和導(dǎo)體電流幾乎抵消，因此外部磁場較小，使鋼構(gòu)發(fā)熱和流過控制電纜外皮的感應(yīng)電流都很小。由于外殼中有感應(yīng)電流流過，因此外殼中的溫升和損耗比一點(diǎn)接地方式大。但電站GIS工程中外殼損耗本身不大，因此在工程中可以忽略補(bǔ)給。例如：廣州抽水蓄能電站GIS外殼的功率損耗為2.43～3.79W/(m·ph)，可以略去不計(jì)。
5 GIS設(shè)計(jì)中有待完善的工作
根據(jù)近年來GIS工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化中尚有一些空白點(diǎn)亟待解決。因?yàn)樵O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是整個設(shè)計(jì)過程的依據(jù)，設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)是制造商的制造依據(jù)。
首先是伸縮節(jié)的設(shè)置問題，尤其是在選用進(jìn)口GIS設(shè)備時(shí)對伸縮節(jié)的技術(shù)要求。伸縮節(jié)主要是用來吸收GIS母線熱脹冷縮、基礎(chǔ)伸縮縫的位移、設(shè)備間的安裝調(diào)整以及地震和操作引起的位移量，因此主要配置在母線與各設(shè)備、變壓器進(jìn)線、線路出線的連接等位置。而在水電站的廠房中，廠壩間的伸縮縫很多，每條伸縮縫的伸縮量無法準(zhǔn)確測出，因此在GIS的招標(biāo)設(shè)計(jì)中應(yīng)對伸縮節(jié)提出較高的要求。
如果采用進(jìn)口GIS設(shè)備，國外廠家對伸縮節(jié)的看法不一，某些廠家認(rèn)為完全可以滿足設(shè)計(jì)要求的水平位移和垂直位移，而有的廠家認(rèn)為土建伸縮縫與伸縮節(jié)關(guān)系不大。
我國國標(biāo)規(guī)定“制造廠應(yīng)根據(jù)使用的目的、允許的位移量等來選定伸縮節(jié)的結(jié)構(gòu)”，“在GIS分開的基礎(chǔ)間允許的相應(yīng)位移(不均勻下沉)應(yīng)由制造廠和用戶商定”。為了確保在與外商的技術(shù)談判中有據(jù)可依，更為了確保GIS設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，在我國的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)增加伸縮節(jié)方面的量化計(jì)算和要求。
其次是GIS接地線的材料和尺寸。這往往是與GIS外商談判中討論較多的問題。國外制造商都主張GIS室采用銅接地網(wǎng)和銅接地引線，因?yàn)殂~的導(dǎo)電性和耐腐蝕性優(yōu)于鋼，但由于銅本身成本以及焊接成本都很高，因此我國電站大多采用鋼接地網(wǎng)和鋼接地線。目前國內(nèi)超高壓GIS均采用銅接地引線。銅引線與鋼接地網(wǎng)之間的連接需采用特殊方式，以防止鋼與銅直接接觸發(fā)生化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。
另外，國外廠家根據(jù)GIS的熱穩(wěn)定電流來計(jì)算接地線截面，并有具體的計(jì)算公式和曲線，計(jì)算的參數(shù)包括接地的短路電流、故障的持續(xù)時(shí)間、接地線相應(yīng)的允許溫升值，其中接地線熔斷相應(yīng)的允許溫升值起決定作用，有些廠家采用的允許溫升值為100℃，這樣選出的接地線截面就小一些，而有些廠家采用的允許溫升值為200℃，這樣選出的接地線截面就大一些。我國的規(guī)范要求采用流經(jīng)接地線的短路電流、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)、故障持續(xù)時(shí)間進(jìn)行接地導(dǎo)體的截面計(jì)算，因此，常常會出現(xiàn)接地截面不符合制造商要求的情況。對此我國規(guī)范中應(yīng)就接地線的規(guī)格和尺寸作出相關(guān)規(guī)定。
上述問題是在GIS設(shè)計(jì)過程中不可避免的，也是亟待完善的，只有盡快制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，才可以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量，并盡可能減少設(shè)計(jì)中的不完善環(huán)節(jié)及運(yùn)行中的隱患。在標(biāo)準(zhǔn)制定之前，希望廣大設(shè)計(jì)人員能了解這些問題，在設(shè)計(jì)過程中予以充分考慮，并借鑒其它電站的解決措施，盡可能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。
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