摘要：GIS设备大多为户外型，采用SF6作为中间绝缘、灭弧介质，在安装过程中受气候条件、环境因素、设备质量、施工标准等造成气室粉尘污染，当粉尘达到一定数量时，气室内绝缘被击穿，导致GIS发生故障。为解决此问题，国内、外诸多学者均提出了众多防护措施，设计制造了不同类型的GIS安装防尘装置，并取得了良好效果。文中基于已有的研究，设计出一种户外GIS可移动充气防尘棚，并在某大风尘区220kV变电站进行运用试验，结果表明：该防尘棚内微尘量远高于标准值，有效解决了GIS受粉尘污染导致故障的问题。
关键词：220kV;户外GIS;充气防尘棚
0引言
SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，具有较强的绝缘、灭弧性能，在电气工程中被作为一种绝缘介质广泛运用[1]。GIS是采用SF6作为绝缘介将断路器、隔离开关等电气设备及元件封闭在接地的圆筒内，具有维护工作量小、设备运行稳定性高、误操作故障率低等特点[2]。文献[3]中阐述了导致GIS故障原因中，因设计、施工、设备、其他因素在GIS总故障中的占比分别为7%、40%、26%、27%。吴学增[4]的研究认为GIS故障多为绝缘问题诱发的故障，内部微尘放电占总故障的67%。工程实践表明，GIS內部微尘的存在通常是安装工艺不达标、安装环境不满足要求（如在大风天气下风中夹粉尘等），对于在风沙大的地区表现更为突出，因此，GIS在安装、开盖内检、连接作业时均应做好防尘措施，在粉砂大的地区应设置风淋室等。吕阳[5]针对750kV变电站GIS安装提出来“六级”防尘措施;马诗文[6]等就廊坊1000kV特高压站提出GIS安装作业环境要求和“七级”防尘措施，取得了4次GIS耐压、局部放电试验成功。周高乐[7]等，刘军[8]等设计出一种110kV、220kV系统GIS安装用防尘棚，并给出了具体的安装方法，工程运用取得良好效果，为后续GIS安装作业提供了借鉴。
1设计背景
鉴于GIS安装规范中要求的GIS设备应在无风沙、无雨雪、空气湿度小于80%等条件下采取防尘、防潮措施进行，而目前已有的研究多采用简易式防尘棚和移动式厂房。简易式防尘棚虽然成本低、搭建便利，但是内部作业空间狭小、工程运用时其密封性不佳，防尘防潮效果不好，对于存在高处吊装作业时的安装不适用。移动式厂房虽然密封性好，但多用于特高压系统，且不经济、安装复杂，对于改扩建工程和新建工程的分支母线、出线套管安装不适用。基于此，结合文献[7]的研究，文中针对220kV系统户外GIS安装难题，设计出一种可移动式充气防尘棚，用于220kV系统户外GIS串内间隔和分支母线的无尘化作业。
2系统组成
可移动式充气防尘棚主要由主体结构和辅助系统组成，如图1所示。
2.1主体结构
主体结构组成部分均采用绝缘材料制作，可拆卸式外棚布设置在梁柱骨架外侧，下方地板革通过粘扣设置在梁柱骨架的下部，梁、柱耐受气压18kPa，设置有气压过充泄压力阀，当气压超过16kPa时自动泄压，泄压至16kPa时停止，一次充气可维持5-7天。
2.2辅助系统
2.2.1新风装置
新风装置为可移动式，布置于防尘棚外，设置有除尘、除湿、控温、换气功能，可满足“三度”控制要求。
2.2.2环境监测系统
内部配置有温度、湿度、氧量、洁净度等检测装置，可实时显示、检测防尘棚内部作业环境。
2.2.3视频监控系统
内部设置一个360°全景摄像头，实时监控内部情况，可接入公司基建安全质量信息视频监控平台，实现原创实时监控。
2.2.4绝缘脚手架平台
该平台选用轻质搞强玻璃纤维管组合而成，框架管身两末端联接头及支撑扣件为防紫外线固化尼龙，各连接件均采用绝缘材料，脚轮采用高密度紫外线固化聚乙烯，工作踏板绝缘并做防滑防潮处理。
2.2.5照明系统
为满足足够照明度和连续作业，防尘棚内设置2盏LED防眩晕照明灯。
2.2.6充气式更衣室、风淋室
充气式更衣室、风淋室结构与材料与防尘棚相同，作业人员在操作前，必须先后通过更衣室和风淋室进行防尘服更换和清洁，提高清洁度，做到无尘化作业。
3工程运用
将所设计防尘棚运用于某地区（大风尘区）220kV变电站，其防尘棚安装后效果如图2所示。投入费用60余万元，防尘棚棚体可周转3次，其余附属装置可重复利用。
为验检验防尘棚的防尘效果，在大风气候环境下作业，采取“六级”防护措施，采用粉尘仪每间隔0.5 h对其内部进行一次粉尘检测，试验时长取4h，其结果如表1所示。从表中数据可以看出：在4h时间期间，串内间隔对接防尘棚、分支母线对接防尘棚内0.5μm粒径微尘量均达到百万级别，远低于标准值，每个时间点之前存在差异的主要原因是测量区域不同，对于测量区相对空旷的地方
（a）串内间隔对接防尘棚 （b）分支母线对接防尘棚
其0.5μm粒径微尘量相对较低。由此说明，该防尘棚防尘效果优越，密封性能好。从棚内湿度测量装置显示数值来看，4h时长内湿度均大于80%。
4结束语
针对大风尘区变电站GIS安装受诸多因素的影响，为避免气室因微尘至GIS发生故障，设计了一种可移动式防尘棚，工程运用取得了良好的防尘效果，优化了GIS安装作业环境，鉴于该防尘棚棚体的周转次数及附属装置的可重复利用特点，在单个工程项目上仅需花费二十余万元费用，经济节约显著。
参考文献
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[4]吴学增.针对GIS安装环境的移动式铠甲挂装防尘棚设计及应用[D].华北电力大学，2018.
[5]吕阳.750 kVGIS安装的六级防尘措施研究[J].机电信息，2020（26）：83-84.
[6]马诗文，张斌，尹兴凯，等.特高压GIS安装作业防尘措施及实践[J].山东电力技术，2017，44（10）：58-60.
[7]周高乐，蔡宏欣，聂清海，等.一种GIS安装用可移动式防尘棚的应用[J].国网技术学院学报，2019，22（05）：13-16.
[8]刘军，肖遥，王震海.微正压与环境控制技术在GIS设备安装中的应用研究[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2018，23（03）：28-32.
作者简介：
张威（1988.06-），男，荆州沙市，工程师，变电工区，工作内容：电气设备安装及变电站建设管理。