110kV GIS設(shè)備故障分析及處理探討

劉佐

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們在生產(chǎn)生活中對于電能的需求逐漸加大。電能對于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也產(chǎn)生了較大的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)前在各類發(fā)變電站建設(shè)投用的過程中，關(guān)于GIS設(shè)備的應(yīng)用較為廣泛。GIS設(shè)備對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行，以及可靠性影響較大，因此也引起了較多人群的關(guān)注。在此背景下，文章針對110kV GIS設(shè)備故障分析及處理，進(jìn)行簡要的探討。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備；故障分析；故障處理；探討

GIS設(shè)備在發(fā)變電站中的應(yīng)用極廣，其最終對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行，產(chǎn)生了較大的影響。為了有效的提升其設(shè)備的可靠性，并快速的處理設(shè)備出現(xiàn)的問題。本文針對110kV GIS設(shè)備故障分析以及處理方式，進(jìn)行簡要的分析探討，以盼能為我國電力企業(yè)發(fā)展中的此類問題提供參考。

1 GIS設(shè)備

GIS設(shè)備全稱為：氣體絕緣全封閉組合電器，顧名思義此類設(shè)備不是單一設(shè)備，其由若干電氣設(shè)備組成。其中主要包括的電氣設(shè)備有：GIS用斷路器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、避雷設(shè)備、母線、出線終端等附件設(shè)備。設(shè)備生產(chǎn)完畢安裝之前，為了保障設(shè)備的絕緣性，其設(shè)備內(nèi)容會進(jìn)行充氣作業(yè)，一般稱此類絕緣氣體為SF6。

常規(guī)用途中根據(jù)其使用環(huán)境的電壓情況，其設(shè)備的具體應(yīng)用類型以及名稱也有所不同。例如其母線直接裸露，斷路器設(shè)備多為瓷柱或罐式類型的，一般應(yīng)用的設(shè)備為空氣絕緣的配電設(shè)備也稱之為AIS，此外還存在H-GIS以及GIS兩種。

GIS設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：GIS設(shè)備自誕生以來，便獲得了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。此類設(shè)備在運(yùn)行的過程中，能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的環(huán)境。當(dāng)前在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用極廣，隨著當(dāng)前電網(wǎng)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，用電戶逐漸增多。在此現(xiàn)狀下，GIS設(shè)備不僅應(yīng)用在普通的高壓線路中，其中在超高壓以及特高壓的電力線路中的應(yīng)用也較多[1]。GIS設(shè)備在應(yīng)用的過程中，具備安裝簡單、可靠性高、占地面積小、安全性高、維護(hù)量小、全封閉，帶電設(shè)備不裸露，受地理位置的限制少等優(yōu)勢。

例如GIS設(shè)備在220kV變電站的應(yīng)用中，其占地面積約為常規(guī)設(shè)備占地面積的30%左右，極大的縮小了占地面積，因此其對于地理環(huán)境因素的適應(yīng)性較好。并且由于其設(shè)備外殼為金屬構(gòu)造的全封閉固件，使其擁有良好的穩(wěn)定性。對于其內(nèi)部的帶電設(shè)備也達(dá)到了良好的防護(hù)作用，對于維護(hù)人員的人身安全也起到了保護(hù)的作用。

2 GIS設(shè)備常見故障類型分析

當(dāng)前我國110kV發(fā)變電站中，關(guān)于GIS設(shè)備的應(yīng)用較多，并且獲得了良好的應(yīng)用效果。GIS設(shè)備在運(yùn)行的過程中，整體的運(yùn)行狀態(tài)較為良好。但在部分案例中，也出現(xiàn)了較多的故障現(xiàn)象。例如：GIS設(shè)備出現(xiàn)氣密性故障、GIS設(shè)備-放電短路故障、GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象。此類現(xiàn)狀的出現(xiàn)，直接造成電力機(jī)構(gòu)運(yùn)行故障，對于電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性造成了影響。

2.1 GIS設(shè)備出現(xiàn)氣密性故障

GIS設(shè)備根據(jù)其名稱分析，主要點(diǎn)名了兩個要素：氣體絕緣、全封閉。因此其運(yùn)行的過程中，關(guān)于設(shè)備的氣密性要求較高。一旦出現(xiàn)泄漏或其他氣密性失效問題，即可造成設(shè)備絕緣失效，運(yùn)行出現(xiàn)故障。當(dāng)前在GIS設(shè)備運(yùn)行檢查的過程中，主要出現(xiàn)的問題之一為：GIS設(shè)備出現(xiàn)氣密性故障。此類故障主要出現(xiàn)在設(shè)備的連接部件處，一般情況下連接部件，隨著使用時(shí)間的增長以及檢修等原因，最終造成了氣密性失效現(xiàn)狀。

2.2 GIS設(shè)備-放電短路故障

GIS設(shè)備在運(yùn)行的過程中，放電以及短路現(xiàn)象的出現(xiàn)較為常見。短路現(xiàn)象主要為設(shè)備在運(yùn)行的過程中，接線方式不正確造成的電力短路。GIS設(shè)備中的短路現(xiàn)象主要為：設(shè)備在運(yùn)行中，兩類不同類型的電流發(fā)生偶然接觸，最終產(chǎn)生了短路現(xiàn)象。GIS設(shè)備產(chǎn)生短路現(xiàn)象，短時(shí)間內(nèi)可造成設(shè)備損壞，或引起火災(zāi)爆炸等其他現(xiàn)象。此外GIS設(shè)備的放電故障，如較為短暫一般不會引起較為嚴(yán)重的故障。但如持續(xù)時(shí)間較長或發(fā)生頻率較高，對于設(shè)備的運(yùn)行的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生影響。GIS設(shè)備局部放電，一般由于設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行電壓較高，最終使得設(shè)備外部或區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。但由于外部不存在放電電流的流通渠道，因此一般情況下放電現(xiàn)象較為短暫。

2.3 GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象

GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象在當(dāng)前設(shè)備應(yīng)用的過程中，出現(xiàn)的頻率較小。引起GIS設(shè)備閃絡(luò)，主要的原因?yàn)椋航^緣子表面產(chǎn)生污垢，未進(jìn)行及時(shí)的清理。最終在設(shè)備運(yùn)行的過程中，因設(shè)備放電或其他現(xiàn)象，造成了絕緣子表面的閃絡(luò)現(xiàn)象。閃絡(luò)現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，可將絕緣子設(shè)備擊穿。最終造成設(shè)備絕緣性失效，對于整體的電網(wǎng)安全性以及操作人員的人身安全，都造成了較大的威脅。

3 針對GIS設(shè)備常見故障類型的處理方法

當(dāng)前GIS設(shè)備在運(yùn)行的過程中，整體的運(yùn)行狀態(tài)較為良好。但在部分案例中，也出現(xiàn)了較多的問題。針對上述問題，筆者分析案例提出了以下的處理方法。例如：GIS設(shè)備氣密性故障的處理方法、GIS設(shè)備放電短路故障的處理方法、GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象故障的處理方法。

3.1 GIS設(shè)備氣密性故障的處理方法

當(dāng)前在110kV發(fā)變電站中關(guān)于GIS設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的氣密性問題，引起了研究人員的注意。關(guān)于此類故障，當(dāng)前主要的處理方法為：首先在設(shè)備安裝投用之前，技術(shù)人員應(yīng)制定嚴(yán)格的巡檢機(jī)制，并提前做好相對應(yīng)的預(yù)防措施[2]。其次，在設(shè)備運(yùn)行的過程中根據(jù)其運(yùn)行狀態(tài)，以及出現(xiàn)故障的頻率進(jìn)行整體數(shù)據(jù)的分析。按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)備氣密性故障的處理和預(yù)防。最后硬件方面的處理方法為，減少線路中關(guān)于斷路器設(shè)備的安裝。斷路器在線路中的應(yīng)用，主要的作用為：電力線路發(fā)生故障時(shí)，斷路器進(jìn)行電力隔斷，保護(hù)電力設(shè)備不受損壞。但在常規(guī)運(yùn)行的過程中，斷路器設(shè)備由于斷口較多，最終造成的絕緣保護(hù)操作也較多。因此GIS設(shè)備在應(yīng)用的過程中其消耗也較大，最終產(chǎn)生氣密性故障的機(jī)率也較大。

3.2 GIS設(shè)備放電短路故障的處理方法

GIS設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的短路或放電故障，此類現(xiàn)狀出現(xiàn)的次數(shù)較多。例如導(dǎo)致閃絡(luò)現(xiàn)象出現(xiàn)的因素之一即為GIS設(shè)備對外放電。GIS設(shè)備對外放電主要原因?yàn)?，設(shè)備內(nèi)部通過電勢較大。因此使其設(shè)備外殼產(chǎn)生短暫的通電放電現(xiàn)象，一般情況下短暫的設(shè)備放電不會對設(shè)備造成損害。但長時(shí)間的設(shè)備放電，或放電現(xiàn)象形成放電通路，即可造成較為嚴(yán)重的短路現(xiàn)象或其他安全事故。因此此類現(xiàn)象也引起了較多人群的關(guān)注。但由于短路與放電現(xiàn)象，造成的故障原因較多，因此當(dāng)前關(guān)于此類現(xiàn)象的處理方法，首先應(yīng)針對故障點(diǎn)進(jìn)行檢測，之后根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行故障設(shè)備的修復(fù)。其次如放電現(xiàn)象較為嚴(yán)重，但暫未造成設(shè)備故障或短路現(xiàn)象。工作人員可針對放電現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間，進(jìn)行時(shí)間段內(nèi)通過電流的控制，以此達(dá)到降低電勢的效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)放電現(xiàn)象消失，避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象。通常情況下為了減少此類故障造成的設(shè)備損壞，一般通過加強(qiáng)設(shè)備的接地保護(hù)，進(jìn)行對外放電電流的疏導(dǎo)。

3.3 GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象故障的處理方法

GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象故障，造成的原因較為單一，主要為設(shè)備表面累積塵土等雜物。最終在特殊環(huán)境下，設(shè)備放電造成雜物起火短暫放電通電的過程，此類現(xiàn)象對于設(shè)備的安全運(yùn)行造成了極大的危害。為了有效的改善此類現(xiàn)狀，當(dāng)前主要的解決措施為：定期進(jìn)行電力設(shè)備的人工巡檢，并針對設(shè)備表面的附著物進(jìn)行定期處理[3]。利用超聲波等設(shè)備進(jìn)行檢測，防止人工巡檢出現(xiàn)的漏洞。之后根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行處理，以此保障GIS設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

當(dāng)前100kV GIS設(shè)備的運(yùn)行中主要存在的問題為：GIS設(shè)備出現(xiàn)氣密性故障、GIS設(shè)備-放電短路故障、GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象。針對此類故障現(xiàn)象，工程人員應(yīng)從設(shè)備安裝、設(shè)備巡檢、機(jī)械檢測的方面進(jìn)行加強(qiáng)。以此保障電力設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，并促進(jìn)我國電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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