GIS設(shè)備局部放電檢測多功能輔助小車的設(shè)計與應(yīng)用

楊炎宇 梁育雄 唐 振 仇 煒

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

隨著GIS設(shè)備數(shù)量的增加，GIS設(shè)備障礙或緊急缺陷的出現(xiàn)頻率呈上升趨勢。近年來，提高GIS運(yùn)行可靠性專項(xiàng)工作逐漸成為電網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)。因此，加強(qiáng)GIS局放檢測，通過GIS檢測等帶電檢測手段及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，將隱患消除在萌芽狀態(tài)，提高GIS局放檢測水平，已成為高壓帶電檢測試驗(yàn)專業(yè)工作的重中之重。

現(xiàn)今對于GIS設(shè)備的局放檢測，通常使用的設(shè)備可以分為兩種類型，一種為便攜式檢測設(shè)備，這種設(shè)備便于攜帶，但是其檢驗(yàn)精度不高，測試功能不夠豐富，這就使得試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中需要攜帶另一種測試精度較高、測試功能較為豐富的檢測設(shè)備，但是通常這種設(shè)備所需攜帶的裝置較多，且檢測設(shè)備本身較為沉重。

我們在進(jìn)行GIS局放檢測試驗(yàn)的過程中，通常都需要將儀器移動以測試不同位置、不同間隔的盆子，且在移動設(shè)備的過程中因不方便搬運(yùn)需將儀器關(guān)機(jī)。另外，由于局部放電試驗(yàn)儀器較重且較為精貴，長期移動過程中難免有碰壞的危險。

所以，本文擬介紹一種GIS設(shè)備局部放電檢測多功能輔助小車。

1 選題背景

1.1 GIS的特點(diǎn)及運(yùn)行中存在的問題

SF6氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Substation，GIS），是指包括GIS、H－GIS、PASS 等全部或部分采用絕緣氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。它將斷路器、隔離開關(guān)、快速接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、部分母線、套管和電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼中，以絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的六氟化硫（SF6）氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，因此與傳統(tǒng)的敞開式配電裝置相比，GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、運(yùn)行可靠性高、運(yùn)行方便、檢修周期長、維護(hù)工作量小、安裝迅速、運(yùn)行費(fèi)用低、無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過40多年的研制開發(fā)，GIS技術(shù)發(fā)展很快，并迅速應(yīng)用于全世界范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)。近年來，隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，GIS變電站的數(shù)量不斷增加，目前珠海市內(nèi)GIS 變電站已接近30座，預(yù)計今后幾年內(nèi)還將繼續(xù)增加。

應(yīng)用GIS雖然有如上所述的諸多優(yōu)點(diǎn)，但同時也帶來了一些新的問題：

（1）GIS結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量要求高，制造及檢修工藝繁多；

（2）GIS雖然故障少，但是一旦發(fā)生故障，后果相當(dāng)嚴(yán)重；

（3）GIS檢修工作比較繁雜，時間長，其停電影響范圍大；

（4）GIS檢修工藝要求十分精細(xì)，稍有不慎就會造成檢修質(zhì)量問題。

由于GIS設(shè)備的運(yùn)行電壓高，且其內(nèi)部空間極為有限，這就導(dǎo)致了GIS設(shè)備的工作場強(qiáng)很高。另一方面，GIS設(shè)備中絕緣裕度相對較小，在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下，GIS設(shè)備中SF6氣體的擊穿強(qiáng)度可望達(dá)到相當(dāng)高的水平，但實(shí)際通常只能達(dá)到期望值的一半，甚至更低。

1.2 GIS局放帶電檢測現(xiàn)狀

1.2.1 GIS局放帶電檢測需求日益增加

隨著GIS變電站數(shù)量的增多，GIS設(shè)備發(fā)生故障的幾率也在增加。由于以往人們認(rèn)為GIS 設(shè)備屬于免維護(hù)設(shè)備，加之GIS變電站數(shù)量較少，監(jiān)測設(shè)備故障的手段和措施相對有限。同時，隨著近年來電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，GIS用量急增，廠家生產(chǎn)能力接近飽和，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，因而對GIS設(shè)備進(jìn)行帶電檢測的需求越來越大。

1.2.2 試驗(yàn)耗時過長

GIS間隔跨度大，試驗(yàn)線由于信號衰減不允許過長，通常220kV 間隔需要將儀器移動12次左右，移動過程中還需將儀器關(guān)機(jī)，移至新地方再重新開機(jī)。局部放電試驗(yàn)儀器較重且精貴，長期移動難免會有碰壞的危險，2012年在搬動過程中碰壞試驗(yàn)儀器，維修費(fèi)用高達(dá)5 萬元。在夏天戶外測試時，儀器會由于暴曬自動關(guān)機(jī)，為延長儀器使用壽命，在測試時應(yīng)有防曬措施。經(jīng)過測算，在局部放電檢測過程中搬動儀器的時間占總測試時間的30%。

1.2.3 試驗(yàn)場地儀器擺放雜亂

由于現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目多、儀器多，導(dǎo)致試驗(yàn)現(xiàn)場儀器及試驗(yàn)線擺放雜亂，儀器搬運(yùn)容易磕碰，造成損壞。

2 裝置的設(shè)計與制作

2.1 裝置外形設(shè)計

我們研制的GIS設(shè)備局部放電檢測多功能輔助小車，為活動小車式，可以將所有試驗(yàn)儀器集放在內(nèi)，整齊規(guī)范。小車的設(shè)計分為兩層，上下兩層皆可以放置試驗(yàn)儀器及試驗(yàn)用線，接電用的電源盤也可放置于內(nèi)，便于整體工作地點(diǎn)轉(zhuǎn)移，節(jié)省了人力，降低了勞動強(qiáng)度，且安全、快捷。

2.2 裝置關(guān)節(jié)處的折疊設(shè)計

該GIS設(shè)備局部放電檢測多功能輔助小車如圖1所示，小車關(guān)節(jié)處帶有可調(diào)節(jié)卡扣，在試驗(yàn)小車搭建好時，可鎖死關(guān)節(jié)；平時若是不用，可以打開GIS局放小車的關(guān)節(jié)鎖死扣。小車的一、二層皆可折疊收攏，方便平時的收置與攜帶。

圖1 小車的外觀設(shè)計圖

2.3 小車的防震及滑輪設(shè)計

因?yàn)橛脕碜鯣IS局放測試的儀器較為精貴，所以需要在小車上下放置層面鋪設(shè)具有防震效果的海綿墊，同時設(shè)計具有防震裝置的滑輪，該滑輪裝有彈簧避震裝置，這些防震裝置的設(shè)計能較好地保護(hù)測試儀器設(shè)備。

2.4 裝置的材料選擇

因?yàn)樾≤囀怯脕磔o助測試GIS局放裝置的，所以選用的材質(zhì)需要較為輕便，方便試驗(yàn)人員攜帶，且其要有一定的堅固性，能夠耐受GIS局放儀器的重量，本小車擬定選用輕質(zhì)的鋁合金作為其主架構(gòu)材料（因?yàn)榫垡蚁┎牧喜缓瞄_磨成型），其關(guān)節(jié)樞紐處使用不銹鋼材料進(jìn)行固定。

3 裝置的應(yīng)用效果

3.1 裝置承重試驗(yàn)

完成小車的制作后我們對其進(jìn)行了裝置承重試驗(yàn)，在小車的兩層分別添加測試用的重物，測試其在推動過程中的穩(wěn)定性，是否有晃動、變形。試驗(yàn)表明：該小車應(yīng)該能承受80kg及以上的重量，能滿足現(xiàn)場測試儀器的承重需求。

表1 承重試驗(yàn)表

3.2 裝置小車工作效率

2015年11月開始使用該小車裝置在不同變電站進(jìn)行GIS局部放電檢測試驗(yàn)，測試平均時間統(tǒng)計如表2所示。

根據(jù)我們的統(tǒng)計，使用GIS 局放測試輔助小車后，測試220kV GIS變電站的時間由原來通常的600min下降為現(xiàn)今的平均測試時間315min，測試效率比原來提高了47.5%，近50%。

表2 GIS局放測試小車使用效果驗(yàn)證表

4 結(jié)語

我們通過對小車的材料及可折疊性、防震及通過性的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了在挪動GIS局放測試儀器的過程中可以利用GIS局部放電檢測多功能輔助小車來節(jié)約測試時間，同時，還在一定程度上保護(hù)了較為精貴的儀器在搬運(yùn)挪動過程中的安全性，大大節(jié)省了GIS 局部放電測試的時間，節(jié)省了試驗(yàn)人員的體力。

［1］黃漢賢，楊震洋.SF6氣體現(xiàn)場測試輔助裝置設(shè)計及應(yīng)用［J］.機(jī)電信息，2014（27）：127－128.

［2］Q/CSG114002—2011 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［3］Q/CSG11401—2010 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）局部放電特高頻檢測技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］DL417—91 電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則［S］.