110kV變電站GIS設(shè)備的故障和處理方式探索

摘要：GIS設(shè)備是110kV變電站重要的一部分，在電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行中，起著十分重要的作用。本文簡(jiǎn)單介紹了GIS設(shè)備，詳細(xì)介紹了GIS設(shè)備的常見(jiàn)故障，分析了出現(xiàn)故障的原因，并提出了相關(guān)解決措施，對(duì)于GIS設(shè)備的日常維護(hù)和及時(shí)解決故障有著積極意義。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；GIS設(shè)備；故障處理方式

變電站是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，保證其安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于整全電力網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行具有較大的影響。在變電站中要應(yīng)用到各種高壓配電裝置，其中應(yīng)用比較廣泛的就是GIS設(shè)備，其不僅具有滅弧性能良好、絕緣性能好的性能，還具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，除此之外，室外GIS設(shè)備還具有防雨、防塵裝置，這使得其在實(shí)際應(yīng)用中具有非常好的應(yīng)用性能。但是GIS設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中受到各種因素的影響，出現(xiàn)相關(guān)故障是難以完全避免的。本文就主要結(jié)合GIS設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)其常見(jiàn)故障及故障處理方式予以簡(jiǎn)單分析研究。

1、GIS設(shè)備概述

GIS是六氟化硫全密閉式組合電器的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，該設(shè)備的所有帶電部分都是由無(wú)磁鑄鐵、鋁合金、不銹鋼的金屬外殼包圍，并且其內(nèi)部充滿(mǎn)了具有良好的絕緣性能與滅弧性能的SF6氣體。

GIS設(shè)備與傳統(tǒng)的敞開(kāi)式的配電裝置相比具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：設(shè)備運(yùn)輸方便、

設(shè)備維護(hù)方便、占地面積小等特點(diǎn)，在110KV變電站中，其占地面積只有常規(guī)設(shè)備面積的三分之一左右；另一方面，GIS設(shè)備中的主要帶電元件都處于密閉的外殼中，具有抗震性能強(qiáng)、不受外界環(huán)境影響的特點(diǎn)，并且其加上精密、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備選材優(yōu)良，具有故障率低、整體噪聲小、能耗損失小、維修周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。隨著GIS設(shè)備應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外的GIS設(shè)備生產(chǎn)廠家的數(shù)量也在不斷的增大。

2、110kV變電站GIS設(shè)備常見(jiàn)故障

2.1 110kV變電站GIS設(shè)備中的常見(jiàn)故障

由于運(yùn)行過(guò)程中受到各種因素的影響，導(dǎo)致GIS設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的故障是難以完全避免的。對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的各種故障進(jìn)行分類(lèi)，主要?jiǎng)澐譃槌Ｒ?jiàn)故障與特有故障兩種類(lèi)型有統(tǒng)計(jì)研究顯示，GIS設(shè)備的故障率大致為常規(guī)設(shè)備的五分之一到五分之二左右，并且常出現(xiàn)于設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行的第一年中，GIS設(shè)備的操作機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、斷流器操作機(jī)構(gòu)等共同組成，該部分常見(jiàn)的故障有：因電動(dòng)合閘失靈或者是跳閘之后分閘不到位導(dǎo)致的大面積停電等。

2.2 110kV變電站GIS設(shè)備中的特有故障

GIS設(shè)備中含有SF6氣體，對(duì)該氣體的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定，并且具有不燃、無(wú)色無(wú)味的特點(diǎn)，一旦壓力值達(dá)到0.29Mpa，其滅弧性能與絕緣性能非常的強(qiáng)，能夠達(dá)到空氣的一百倍但是該氣體也具有自身的缺點(diǎn)，就是在受到電弧、火花及局部放電的影響時(shí)，其會(huì)分解成為對(duì)人體有毒害作用的氣體，如氟化氫、二氧化硫、四氟化碳等，這些氣體，對(duì)于人體健康具有較大的影響，對(duì)于人體的粘膜、皮膚及眼睛都很容易產(chǎn)生刺激作用，甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)頭暈、室息甚至是死亡等嚴(yán)重癥狀。

另一方面，SF6泄露之后，氣體中的水分含量會(huì)上升明顯，容易出現(xiàn)由于氣體水分含量過(guò)大導(dǎo)致絕緣件或者是絕緣子的閃絡(luò)故障由于內(nèi)部粉塵、絕緣件的質(zhì)量較差或者是運(yùn)輸碰撞等也會(huì)導(dǎo)致GIS內(nèi)出現(xiàn)局部放電故障，出現(xiàn)這種故障容易引起內(nèi)部電場(chǎng)的變化，最終引發(fā)絕緣故障；還有一種故障為接地/隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、互感器、斷路器等內(nèi)部元件出現(xiàn)故障損封、，調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，GIS設(shè)備中最容易出現(xiàn)故障的元件是隔離開(kāi)關(guān)與盆型絕緣子，該類(lèi)故障占到了所有內(nèi)部元件故障發(fā)生率的一半以上，所以在日常的設(shè)備檢查及維護(hù)上作中，應(yīng)該重視這兩個(gè)元件的檢測(cè)。

閃絡(luò)與破裂是盆型絕緣子中常見(jiàn)的故障，在隔離開(kāi)關(guān)中最常見(jiàn)的故障就是機(jī)械結(jié)構(gòu)的失靈，如分閘不到位、銹蝕等，另一方面，由于開(kāi)關(guān)觸頭彈簧接觸不良等原因很容易導(dǎo)致導(dǎo)電回路中出現(xiàn)開(kāi)裂、發(fā)熱異?；蛘呤撬蓜?dòng)互感器的故障主要表現(xiàn)為電流互感器故障與電壓互感器故障，絕緣燒壞、去磁作用消失等一次開(kāi)路等問(wèn)題是電流互感器中常見(jiàn)的故障；熔斷器熔斷、輔助接點(diǎn)接觸不良、二次接線(xiàn)松動(dòng)等是電壓互感器中的常見(jiàn)故障。

3故障原因分析

對(duì)110KV變電站GIS設(shè)備常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，依據(jù)其出現(xiàn)的順序，主要表現(xiàn)為這樣幾全方面：設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行。在其設(shè)計(jì)階段中，導(dǎo)致故障產(chǎn)生的最主要的原因是元件的絕緣裕度選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，例如：如果一項(xiàng)容易出現(xiàn)故障的絕緣子的使用場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)的控制不合理，就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的故障。相關(guān)的實(shí)踐表明，應(yīng)該將環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣子的場(chǎng)強(qiáng)控制在6kV/mm以?xún)?nèi)，如果其設(shè)計(jì)參數(shù)超出該值，在使用初期可能不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)及局部放電現(xiàn)象，但是對(duì)著使用時(shí)間的增大，就很容易出現(xiàn)擊穿故障其次，GIS設(shè)備的生產(chǎn)制造階段屬于故障控制及產(chǎn)生的關(guān)鍵階段，在實(shí)際的設(shè)備制造過(guò)程中，一定要選擇能夠滿(mǎn)足質(zhì)量要求的原材料，并要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝流程實(shí)施操作，在設(shè)備的裝配過(guò)程中，如果進(jìn)行違規(guī)操作就很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)零件的漏裝、錯(cuò)裝以及配合不到位的現(xiàn)象，這就會(huì)直接影響到設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，容易導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)，另一方面，在設(shè)備的裝配過(guò)程中，一定要注意保持車(chē)間的清潔以及出廠之前的內(nèi)部清理上作，防止有金屬微粒、粉末以及其他的雜物遺留于GIS設(shè)備中，引發(fā)設(shè)備故障；最后，在設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的重要因素是需擊或者是違規(guī)操作，這很有可能導(dǎo)致接地開(kāi)關(guān)的損壞及外殼的閃絡(luò)。

4故障處理方式

一旦在GIS設(shè)備中出現(xiàn)SF6氣體泄露，首要上作是通過(guò)設(shè)在室內(nèi)底部的通風(fēng)口開(kāi)展氣體的排泄，還應(yīng)該在室內(nèi)設(shè)置氣體泄露報(bào)警裝置及氧氣量測(cè)量?jī)x，并要采取有效的措施防止氣體進(jìn)入到主控室中，對(duì)工作人員的生命安全造成威脅，并要嚴(yán)禁工作人員隨意進(jìn)入到GIS室中，所有上作人員在進(jìn)入GIS工作室之前，需要穿戴好防護(hù)用品，并要先排風(fēng)20分鐘，

在含氧量低于百分之十八的情況下，不能進(jìn)入到GIS室中開(kāi)展相關(guān)工作，尤其是不能在設(shè)置有防爆膜的附近停留，一旦SF6氣體的含水量超出一定值，需要應(yīng)用氣體處理車(chē)實(shí)施過(guò)濾與干燥處理，當(dāng)氣體含水量或者是吸附劑的含水量過(guò)多時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用抽真空氮?dú)庵脫Q工藝，并要進(jìn)行吸附劑的更換，在處理其內(nèi)部的放電故障時(shí)，應(yīng)該對(duì)原材料的質(zhì)量予以嚴(yán)格控制，并要積極做好零部件的清潔與清理工作。

對(duì)于電壓互感器回路中出現(xiàn)的斷線(xiàn)故障，首先應(yīng)該依據(jù)相關(guān)規(guī)定退出繼電保護(hù)或者是自動(dòng)裝置，防止其出現(xiàn)誤動(dòng)作，如果發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷，應(yīng)該立即進(jìn)行更換，并查明其熔斷原因，并要檢查切換回路中是否存在接觸不良及所有接頭是否存在松動(dòng)、斷頭現(xiàn)象。

有研究表明，盆型絕緣子的故障率與其耐壓時(shí)間長(zhǎng)短有密切的聯(lián)系，長(zhǎng)時(shí)間的耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)發(fā)現(xiàn)盆型絕緣子中是否存在缺陷或者是故障，所以制造廠在設(shè)備出廠前，應(yīng)該對(duì)每個(gè)盆型絕緣子實(shí)施額定電壓下的局部放電試驗(yàn)，并且試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)該保持在一萬(wàn)小時(shí)以上，

在其安裝的過(guò)程中，應(yīng)該注意保證其垂直；對(duì)于設(shè)備中的隔離開(kāi)關(guān)，首先應(yīng)該保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并要做好其溫度檢測(cè)及定期檢修上作。

GIS設(shè)備出現(xiàn)故障最為頻繁的時(shí)期為投入運(yùn)行的第一年，做好這段時(shí)間的檢測(cè)、日常護(hù)理及維修管理工作非常的必要，要對(duì)設(shè)備中關(guān)鍵元件的位置指示燈、觸頭接觸、閉鎖位置等予以嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，保證其能夠正常上作，這對(duì)于相關(guān)故障的預(yù)防具有積極的作用。

5結(jié)語(yǔ)

在110kV變電站中，GIS設(shè)備是一種十分普及應(yīng)用的設(shè)備。在日常使用過(guò)程中，一旦GIS設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)造成較大影響，作為GIS設(shè)備的維護(hù)人員，必須意識(shí)到其出現(xiàn)故障所帶來(lái)的危害，并能夠及時(shí)解決故障，保證GIS設(shè)備正常運(yùn)行，從而保證110kV變電站的正常運(yùn)行。

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