作者：李晓斌 魏建巍 孙元元
平高集团有限公司 河南平顶山 467000
摘要：组合电器又称为气体绝缘金属封闭开关设备（GIS），广泛应用于发电、变电、能源等各个行业。从上世纪90年代开始，因其布置灵活、布局紧凑、服役寿命时间长等特点，逐步取代柱式断路器、互感器等敞开设备。组合电器区别于其他大众类产品，受限于空间位置、巡视检修、用户特殊需求等原因，是一种定制化产品，每个项目均需开展定制化工程设计工作，实现满足客户需求、降低工程造价目的。
关键词：工程设计、GIS、组合电器
1.前言
组合电器工程设计的主要工作是按照电站技术协议中的参数、主接线、布置图要求，将产品标准元件进行组合，实现电站的功能及正常运行。组合电器工程设计是组合电器生产的首道工序、整个组合电器生产流程中的重要环节（可以称之为是最重要的一环），是质量保证、成本控制、生产顺利进行的重要基础。工程设计质量直接影响了电站的质量和运行情况。
2.工程设计流程
2.1项目投标方案
2.1.1梳理营销部提供设计输入资料（招标文件、主接线图和布置图等）。根据电站总体布置图和主接线图开展工程设计工作。
2.1.2投标方案的设计原则是在满足电站安全运行要求前提下，优化产品布置结构，确保方案简单易行，降低成本，突出产品优势，提高产品市场竞争力。
2.1.3投标方案设计尤其要关注设计过程中对设备成本影响环节，主要注意以下几部分内容：
①按照主接线提供最终供货清单。③设备环境温度，低温需注明。④区分户内外。⑤注明套管材质。⑥互感器、避雷器参数。⑦电流互感器线圈高度核实。⑧海拔高度。⑨外采类物资询价。
2.2.4 对于招标文件中设备不满足项及时做澄清说明，避免投标风险发生。
2.2项目送审
送审设计即依据设计院主接线、技术协议、用户传真等资料作为设计输入，结合产品特点进行优化布置，获取满足用户要求的设计方案的工程。送审设计是工程设计的重要环节，通过与设计院、用户沟通，最新形成满足电站使用要求的技术方案。设计原则是在保证电站安全运行的前提下，尽量采用标准元件或标准间隔，并优化产品布置结构，避免冗余设计，降低成本，降低后续设计及生产工作强度。
图1 送审流程图
送审资料包括总体布置图、地基图、吊钩图。其中总体布置图一般分为4部分：①主接线图、②断面图、③俯视图、④文字说明；地基图分为3部分：①预埋件布置图、②预埋件详图、③文字说明；吊钩图是为设备调运、后期检修设置专用吊钩工具。
2.2.1总图中的平面布置图要求：①清晰显示设备在规划户内房间户外场地的布置形式，整体占地面积。②设备对周围物的绝缘距离。③体现检修运转空间等大小。④户内房间应注意房间墙厚度。⑤设备入口、房间梁柱严格按照设计院图纸绘制。⑥出线处的相序进行标识。
2.2.2总图中的主接线图要求：①严格执行协议中的参数及供货范围。②注意每个单元序号名称、隔离、接地开关的形式（快/慢）、母线的定义（WB1、WB2）、CT排序及极性、PT（电压互感器）、F（避雷器）、DV（带电显示）的位置等。
③主接线符号格式统一，绘制应注意所有开关符号统一为左开右闭、下开上闭，应与间隔图元件对应。④应该能够体现设备气室分割位置。
2.2.3总图中的断面图是设备形态的具体体现，应注明接线板材质及形状、设备带电部位安全距离需满足要求。展现设备前后检修通道是否满足运维要求。
2.2.4总图中的文字部分注意事项：①参数一致性。②配套厂家确认。③设计人员信息。④重点确认内容。
2.2.5地基图中注意事项：①确保土建预埋与平面布置一致。②各元器件接地点合理性。③开孔避开梁柱。④各预埋荷载说明。⑤室内吊钩高度要求。⑥排风扇位置标识。⑦穿墙部位防护措施。⑧排水系统要求。⑨整体接地网电阻要求。⑩各预埋件公差要求。
2.2.6以上所有图纸均需要完成设计院签字盖章确认，作为总体设计依据。
2.3总体设计流程
总体设计即依据送审确认图纸、技术协议、用户传真等资料作为设计输入，获取总体零件清单及总体图纸的过程。总体设计两大目的，一方面形成总体零件清单，发起物资采购流程指令，另一方面提供总体图纸，指导零件生产、车间及现场装配过程。主要包括母线图、单间隔图纸、产品现场耐压图、高位分支运输单元图等。
2.3.1 母线
母线是连接各间隔间的重要元器件，母线设计对物资成套、后期整站检修等均有重大意义。需关注以下事项：①调节波纹管的设置。②检修用可拆结构设置。③标准母线筒选型。④绝缘子盆子选型。⑤母线拆解单元包装。⑥相序标识。⑦各段母线电阻标识。⑧内部用导体标识指导现场安装。
2.3.2 单间隔图纸
主要展现间隔运输单元。指导车间将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、控制柜等元件的组合在车间完成装配，整体运输至现场，做到不错装、不漏装。间隔运输单元图可分为间隔视图、相序视图、文字说明、电阻管理值、明细表。需关注以下内容：①包装盖板选取。②间隔运输尺寸。③装配电阻标识。④端部导体标识。⑤元件选型匹配（电流、电压等）。⑥绝缘盆子标识。⑦气阀位置标识。⑧零部件明细清单。
2.3.3 总体布置图
整体展现电站具体信息。包括以下内容：①各气室气体用量。②电站元器件参数。③设备平断面图。④各对接部位相序。⑤俯视图、主接线图、断面图展现。
2.3.4 其他图纸
为进一步展现设备所有物料的形态、包装方式等，应用其他图纸将无法装配至间隔上的气路、接地板、导体、耐压工装、密度表、线槽进行说明。
2.4 常见工程设计错误
组合电器产品工程设计是设计人员一站一设计开展进行，设计过程中一旦出现错误将全面体现在后期装配完成的成品中，以下为常见工程设计错误类型。
2.4.1 选型错误
选型错误是工程设计人员在选择标准元件时错选所导致，主要体现在：①标准间隔选型错误。②互感器类相序选型错误。③密度表选型错误。④电缆终端型号选型错误。⑤户内外元器件选型错误。⑥套管形式选型错误。⑦电缆终端选型错误。⑧底架选型错误。⑨接地板气路选型错误。
2.4.2 图纸错误
图纸错误是工程设计图面错误所导致，主要体现在：①绝缘子通/不通盆示意。②气阀位置错误。③拆解端部视图错误。④符号错误等。
2.4.3 设计不良错误
设计不良主要包括：①尺寸链错误。②二期无法停电。③辅助类零部件与主设备干涉。④主设备与外围干涉。⑤未按照协议、会议纪要执行工程设计等。
3. 结语
工程设计工作在组合电器生产过程中尤为重要，设计合理性、低错误率等均可以为公司及用户节约大量的人、财、物投入。笔者作为10余年工程设计人员，给出以下建议，一是建立设计档案，易错及曾犯错误全部纳入设计档案管理，做到每站点检，避免错误重复出现。二是加强设计人员图纸自校及设置图纸校核，提高图纸设计质量。三是图纸设计由二维向三维转变，杜绝干涉等情况出现。四是规范产品设计手册。