該方法已成功應用于珠海某變電站氣體絕緣金屬封閉開關設備擴建工程中，結果證明提出的擴建新方法能夠大大提高供電可靠性，縮短施工工期。

氣體絕緣金屬封閉開關設備（gas insulated switchgear, GIS）是一種將斷路器、隔離開關（又稱刀閘）、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等設備全部封閉在金屬接地的外殼中，并在其內部充有一定壓力SF6絕緣氣體的高壓組合電器，因其具有占地面積小、運行可靠性高、維護工作量少等諸多優點，被廣泛應用于變電站中。

但由于電網規劃、負荷增長、一次性投資大等諸多因素，采用GIS的變電站經常分兩期或多期進行建設，投運后的GIS擴建是相對困難的，除了對接工藝復雜外，還涉及電網轉供電壓力增大、擴建母線停電時間較長等問題。

投運后的GIS擴建對接基本方式有兩種：①運行母線上沒有預留出線間隔的擴建，主母線需延伸擴建后，再與擴建間隔對接；②運行母線上預留了出線間隔的擴建，出線間隔和擴建間隔直接對接。對于運行母線上預留了出線間隔的擴建工程，不需要母線停電，可以很方便地進行出線擴建工作。

而對于母線沒有預留出線間隔的情況，如果涉及到采用雙母接線的GIS，在擴建過程中就往往需要雙母同停一段時間來進行母線的精準對接，此時就會造成一條供電通道的減少，擴大停電范圍，造成經濟損失。因此，GIS擴建工程對接方式的改進研究對于提高電網供電可靠性具有重要的實際意義。

本文從改進過渡套管安裝手孔的角度出發，提出了一種適用于雙母均沒有預裝出線間隔情況的GIS間隔擴建新方法，并將該方法應用于珠海某變電站220kV GIS擴建工程中，實現了在不同停雙母的前提下對GIS間隔進行擴建，驗證了該方法的可行性與優越性。

1 GIS擴建新方法

1.1 問題分析

GIS的主要部件及連接方式如圖1所示。其中：CB（circuit breaker）表示斷路器、B（bus）表示母線、CT（current transformer）表示電流互感器、DS（disconnecting switch）表示刀閘、ES（earth switch）表示接地刀閘、FES（fast earth switch）表示快速接地刀閘、LA（lightening arrester）表示避雷器、VT（voltage transformer）表示電壓互感器；C/H（cable- head）表示電纜終端。

圖1 GIS結構示意圖

對于沒有預留出線間隔的雙母接線GIS擴建工程來說，傳統的對接套管安裝手孔過小，施工人員的操作空間受限，只能滿足安裝吸附劑、局部清理及檢查的功能，不能保證母線對接精度，施工人員無法通過該手孔進行母線導體的拼接作業，一般只能按照從原母線末端逐步加裝波紋管、拼接導體結構的過渡套管以及新間隔的順序進行擴建施工。

因此，原來的擴建方式，在對接刀閘新間隔時（對接位置如圖1所示），由于刀閘間隔需要與Ⅰ、Ⅱ段母線同時對接，所以需要將與刀閘相連的兩段母線同時停電，造成一條供電通道的減少。

如果將安裝手孔直徑擴大至能夠進行母線導體拼接作業的程度，就可以先將新間隔組裝好，做完相應試驗后，再通過母線氣室對接新間隔與原建母線（對接位置如圖1所示）。這樣在Ⅰ母停電對接時，由于能夠通過刀閘氣室實現對接口與Ⅱ母之間的安全隔離，因此Ⅱ母可以不停電。同理，在Ⅱ母停電對接時，Ⅰ母也可不停電。這種擴建方式不僅無需雙母同停，而且能夠大大縮短擴建工程工期，創造良好的經濟效益。

1.2 大口徑安裝手孔設計標準

為此，本文設計了一種新型的大口徑對接過渡母線套管安裝手孔，其設計標準如下：

1）母線法蘭面比母線筒外徑稍大，便于工程對接以及筒內檢查。鑒于此特點，本文將對接母線套管的安裝手孔直徑擴大至與母線套管法蘭面的管徑相同，增大了施工人員的操作空間及操作視野，通過此手孔可以輕松實現套管內導體小車轉移、紅外線對準、水平測高等多種施工手段的應用，提高了母線對接精度。

圖2 大口徑安裝手孔實物圖

2）大口徑安裝手孔的位置與母線拼接導體位置平行對齊，如圖3所示。當打開手孔后可直接進行相關操作，進一步方便施工人員進行母線對接作業，提升了母線對接效率。

圖3 安裝手孔與拼接導體位置圖

設計的新型對接過渡母線筒在廣州西電高壓電氣制造有限公司（下文簡稱西高公司）的制造廠內進行了模擬對接并通過了相關的高壓試驗，開具了大口徑GIS過渡套管安裝手孔標準的應用證明，證實了此母線筒的各項性能滿足現場施工要求。

2 現場應用

2.1 擴建工程概況

珠海某變電站需新建2回戶外220kV GIS出線間隔及主母線。220kV GIS為西高公司供貨產品，采用雙母雙分段的主接線方式，主母線額定電流為5000A，全三相分箱布置結構，一期設備于2015年11月投運。

本次工程擴建兩個完整的出線間隔，擴建涉及到與前期主母線進行對接。由于過渡主母線較長，導體較重，且過渡母線筒安裝手孔直徑較小，只能滿足安裝吸附劑及局部清理、檢查的功能，無法通過該手孔進行母線導體的拼接作業。

在原設計結構下，為了確保主母線對接的質量及工藝要求，原擴接方案在現場安裝時要求雙母線同停，從原母線末端逐步加裝波紋管、拼接導體結構的過渡套管以及新間隔，母線停電時間較長，運行風險太大。而且對澳供電的兩條線路分別布置在這兩段母線上，兩條母線同停會造成一條對澳供電通道的減少，降低對澳供電可靠性。此時，一旦其他對澳供電線路同時發生故障，將會造成嚴重的經濟損失及政治影響。

2.2 擴建新方法工程應用情況

為了解決上述問題，該變電站GIS擴建工程應用了本文提出的基于大口徑安裝手孔的擴建新方法。擴建工程的施工步驟分為如下4個階段。

1）220kV母線不停電，進行新間隔一次、二次設備安裝就位工作。

根據施工圖紙及廠家技術要求進行新擴220kV GIS間隔安裝，設備軸線嚴格按照施工圖紙要求，完成兩個出線間隔本體完整形態安裝并進行回路電阻測量、耐壓試驗和局放試驗。安裝完成后的示意圖如圖4所示。

圖4 擴建第一階段效果圖

2）220kV ⅠM母線停電，進行ⅠM母線對接安裝。對接完成后對ⅠM母線進行同頻同相耐壓試驗，ⅠM母線投入送電。

將對接導體提前放入母線筒內，導體之間做好防護措施，防止吊裝時晃動磕碰；壓縮波紋管，進行220kV ⅠM母線對接操作，操作示意圖如圖5所示，具體步驟如下。

• （1）通過側面大口徑安裝手孔4將水平導體1插進觸頭座進行安裝。
• （2）分別通過側面大口徑安裝手孔4、5將水平導體2插進觸頭座進行安裝。
• （3）通過側面大口徑安裝手孔4將導體連接節3與水平導體1、2完成安裝并緊固。
• （4）完成220kV ⅠM母線對接作業并進行主回路電阻測量。

圖5 擴建第二階段效果圖

由于該擴建工程利用了本文設計的新型對接過渡母線筒，將安裝手孔直徑擴大，使得本階段的母線對接操作變得可行，Ⅱ M母線無需停電。大口徑安裝手孔在現場中的實際應用如圖6所示。

3）220kV Ⅱ M母線停電，進行Ⅱ M母線對接安裝。對接完成后對Ⅱ M母線進行同頻同相耐壓試驗，Ⅱ M母線投入送電。Ⅱ M母線對接步驟與ⅠM母線相同，對接完成后的示意圖如圖7所示。

4）新擴220kV間隔施工后續工作包括新擴建GIS間隔保護聯調，二次回路接入運行間隔，保護整組試驗，繼保、遠動、運行專業驗收，在線監測系統安裝調試驗收，中調驗收收尾工作等。

該變電站220kV GIS擴建工程的施工完成圖如圖8所示。

結論

1）本文提出了一種適用于雙母均沒有預留出線間隔情況的、基于大口徑安裝手孔的GIS擴建新方法，實現了在不同停雙母的條件下，完成雙母接線GIS的擴建工程。

圖6 大口徑GIS過渡套管安裝手孔現場應用圖

圖7 擴建第三階段效果圖

圖8 變電站擴建后示意圖

2）本文將提出的GIS擴建新方法應用于珠海某變電站GIS擴建工程中。原施工方案需要220kV Ⅰ、Ⅱ段母線同停，減少一條對澳供電通道，既要克服轉供電的困難，又要承擔供電網絡N◆1的風險。采用本文提出的新方法后，不僅大大節省了施工費用、降低了施工難度、減少了施工停電時間，而且保證了對澳供電通道的正常運行，提高了供電可靠性。

3）珠海電網不僅肩負有保障本地供電的任務，而且肩負著對澳供電的重要使命，因此，不斷完善電網結構、提高擴建技術對確保澳門電力供應、電網安全運行、促進兩地合作以及粵港澳大灣區地發展具有重要意義。