500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題的處理

何琦

摘 要：隨著經(jīng)濟發(fā)展對電力資源的依賴型逐漸加大，電力企業(yè)為滿足電力用戶需求不得不在遠距離傳輸之前將電廠生產(chǎn)的電壓升高，并在用戶使用之前將電壓降低，這種電壓的升降就是依靠變電站實現(xiàn)，GIS設(shè)備（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）是變電站的重要組成部分，可以將變電站中除變電器以外的一次設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計使之有機的組合成一整體，但近年來隨著變電站規(guī)模的擴大，變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題日益明顯，為電網(wǎng)的持續(xù)性、安全性和可靠性埋下隱患，文章以500kV變電站為例，對GIS設(shè)備耐壓局放問題的處理展開分析，為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出努力。

關(guān)鍵詞：500kV變電站；GIS設(shè)備；耐壓局放問題；處理

前言

500kV變電站即最高電壓等級為500kV的變電站，其通常以樞紐變電站的形式存在，其主要功能是通過與電網(wǎng)中的諸多關(guān)鍵點、下一級電壓的電力網(wǎng)連接和對若干輸電主干線路的匯集，以大、中型發(fā)電廠的身份與最高一級電壓電力網(wǎng)連接，使之成為相鄰電力系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)點和下一級電壓電力網(wǎng)的主要電源，多個樞紐變電站和主干線路可以構(gòu)成電力網(wǎng)的整體骨架，由此可見500kV變電站在供電系統(tǒng)中占有重要地位。

1 500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題的處理依據(jù)

GIS設(shè)備是集聯(lián)絡(luò)、控制、測量、保護等功能于一體的高度集成化電器，近年來其憑借防火性能強、安全性和可靠性高、占地面積小、便于日常維護等優(yōu)點在變電站中得到廣泛的應(yīng)用，但由于其易發(fā)生耐壓局放問題，導(dǎo)致其老化、受潮、構(gòu)件局部缺陷等故障多發(fā)，耐壓局放問題既是GIS設(shè)備絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)，又是絕緣進一步劣化的主要原因，當(dāng)GIS設(shè)備絕緣擊穿發(fā)生會導(dǎo)致嚴重的后果，對GIS進行耐壓局放檢測對于及早發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的絕緣缺陷具有重要的意義，可以為采取有效措施控制爭取時間，保證GIS設(shè)備的可靠性，同時完善耐壓試驗自身存在的缺陷，及時發(fā)現(xiàn)GIS制造和安裝工藝的“清潔度”，并在此基礎(chǔ)上確定故障位置，針對性的進行處理。

目前GIS設(shè)備耐壓局放問題主要依靠超聲波、脈沖電流、高超頻等檢測方法實現(xiàn)定位，超聲波檢測方法即通過在GIS設(shè)備外殼上直接加設(shè)傳感器，并在移動手持傳感器的過程中找到耐壓局放故障的方法，其主要依據(jù)GIS設(shè)備發(fā)生耐壓局放問題會產(chǎn)生沖擊的振動和聲音，傳感器對其信號進行捕捉，現(xiàn)階段此方法已經(jīng)較為成熟，但由于聲音在六氟化硫氣體中的傳輸率只有每秒140米左右，而且高頻部分會快速衰減，所以雖具有抗磁干擾性能強的優(yōu)點，但其信號模式復(fù)雜的缺點仍不能忽視；脈沖電流檢測又稱耦合電容法，其主要是通過在GIS設(shè)備外殼貼上電容電極耦合，并利用其探測GIS設(shè)備發(fā)生耐壓局放問題時導(dǎo)體芯上所隨之發(fā)生的電壓變化，所以其具有結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)等優(yōu)點，但現(xiàn)場操作時，耐壓局放所產(chǎn)生的信號會與現(xiàn)場不可控的各種噪聲混合，使識別的難度加大，所以在實際應(yīng)用的過程中仍受到較大阻礙；高超頻檢測即通過對高超頻段內(nèi)某頻段進行局部放電信號傳感，并通過架空線與500kV變電站母線上的電暈放電等形式實現(xiàn)300MHz頻段以上的抗干擾，使GIS設(shè)備的同軸結(jié)構(gòu)形成良好的波導(dǎo)，使其內(nèi)部的局放產(chǎn)生的超高頻電磁波實現(xiàn)有效地傳播。因此，此方法舍去了常規(guī)電氣測試方法中難度較大的電力系統(tǒng)干擾環(huán)節(jié)，改善了耐壓局放檢測的信噪比，通過三種檢測方法闡述可以發(fā)現(xiàn)高超頻檢測方法更適合于需要長期進行連續(xù)監(jiān)測的設(shè)備，脈沖電流檢測更適合于實驗室檢測；超聲波檢測更適合于現(xiàn)場試驗，具體應(yīng)用要結(jié)合500kV變電站GIS設(shè)備實際應(yīng)用情況進行選擇[1]。

2 500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題的有效處理

500kV變電站GIS設(shè)備在電網(wǎng)正常運行過程中起到重要作用，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生耐壓局放問題在短時間內(nèi)很難準確定位，影響電網(wǎng)供電可靠性，所以要做好500kV變電站GIS設(shè)備故障預(yù)防，例如運輸過程避免因強烈震動或撞擊致使設(shè)備內(nèi)部元件發(fā)生移位或松動，安裝過程中規(guī)避密封不嚴或安裝錯位等人為操作性失誤，避免出現(xiàn)氣室氣體外泄或外界水分流入等影響設(shè)備絕緣性的現(xiàn)象出現(xiàn)，另外，設(shè)備自身的選材質(zhì)量不達標或生產(chǎn)安裝過程中由于人為疏忽導(dǎo)致導(dǎo)電粒子存留于設(shè)備內(nèi)部、連接電極表面處清理不合格存在劃傷、毛刺等問題都有可能導(dǎo)致500kV變電站GIS設(shè)備在未投入使用前就已經(jīng)存在故障隱患，由此可見，運輸和安裝過程中的有效預(yù)防是保證500kV變電站GIS設(shè)備不出現(xiàn)耐壓局放問題的基本前提[2]。

在500kV變電站GIS設(shè)備投入使用中，如果發(fā)生耐壓局放問題，會導(dǎo)致設(shè)備易老化、受潮或發(fā)生局部構(gòu)建缺陷，嚴重影響設(shè)備正常運行，所以在500kV變電站GIS設(shè)備發(fā)生故障時應(yīng)結(jié)合耐壓試驗、局放試驗和耐壓局放檢測辦法準確定位發(fā)生位置并有效進行控制，這依賴于日常工作中對運行人員相關(guān)設(shè)備故障分析及故障點判斷知識的培訓(xùn)力度，因為GIS設(shè)備罐體發(fā)生耐壓局放問題從設(shè)備表面并不能直接判斷，需要結(jié)合保護動作報告、故障錄波器報文等進行分析判斷，并在此基礎(chǔ)上對氣室壓力值、防爆膜進行全面的檢驗，此過程需要利用內(nèi)窺鏡、觀察窗等工具檢測是否存在無粉末狀分解物，通過錄波電流方向逐步確定故障發(fā)生位置，并結(jié)合判斷位置的氣體取樣分析是否真正發(fā)生耐壓局放問題[3]。值得注意的是如果500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題已經(jīng)導(dǎo)致GIS設(shè)備發(fā)生明顯的故障，那么在故障點準確判斷前不應(yīng)強行送電，應(yīng)在經(jīng)過試驗確定主設(shè)備未在耐壓局放問題下發(fā)生嚴重損傷的前提下進行送電，如果設(shè)備故障嚴重要求現(xiàn)場解體時，考慮到500kV變電站GIS設(shè)備組成中的六氟化硫氣體有毒性和其在耐壓局放問題下的反應(yīng)，應(yīng)佩戴防毒面具，以免發(fā)生危險。在具體操作中應(yīng)避免六氟化硫氣體流入大氣，先對其進行回收，考慮到六氟化硫氣體受潮會影響GIS設(shè)備正常運行，所以在解體操作的過程中應(yīng)注意周圍濕度應(yīng)在70%以下，并在重新安裝前對設(shè)備內(nèi)部六氟化硫氣體進行檢漏試驗，防止因人為安裝不到位，導(dǎo)致氣體外泄發(fā)生危險，在設(shè)備罐體更換后要對新的罐體重新進行耐壓和局方檢測，以此杜絕新的問題發(fā)生，在進行試驗過程中同樣要注意隔離外加試驗電壓與帶電運行設(shè)備的刀閘斷口應(yīng)在兩個以上，防止擊穿設(shè)備等故障發(fā)生[4]。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，500kV變電站GIS設(shè)備運行中發(fā)生耐壓局放問題主要是因為自由金屬顆粒進入或發(fā)生毛刺放電、電位懸浮、絕緣內(nèi)部缺陷、屏蔽罩松動、導(dǎo)電桿接觸不良等原因，在處理的過程中主要針對危害性較大或可能導(dǎo)致較嚴重后果的問題進行，如自由金屬顆粒進入這類問題可以不進行直接處理，在定期檢測后根據(jù)其變化趨勢選取某時間段統(tǒng)一處理即可。

結(jié)束語

綜上所述，500kV變電站在我國供電系統(tǒng)中起到重要租用，而GIS設(shè)備是500kV變電站的重要組成部分，其出現(xiàn)耐壓局放問題會直接影響500kV變電站的功能發(fā)揮，所以明確500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問題出現(xiàn)的原因，并有針對性的進行有效處理是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升電網(wǎng)安全性、可靠性的必然選擇。

參考文獻

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