芻議GIS設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)的關(guān)鍵問題

顧波

[摘 要]筆者結(jié)合某220 k V變電站戶外GIS設(shè)備的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，對GIS設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)的關(guān)鍵性問題進(jìn)行了合理探討。

[關(guān)鍵詞]GIS設(shè)備 輸電系統(tǒng) 絕緣介質(zhì) 監(jiān)測裝置 絕緣隔板

中圖分類號：P112 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）30-0026-01

前言

在電力系統(tǒng)中，GIS設(shè)備因具備獨(dú)特的優(yōu)勢而得到了廣泛的應(yīng)用，由于質(zhì)量參差不齊、運(yùn)行維護(hù)不到位、安裝環(huán)境較差等因素影響，導(dǎo)致GIS設(shè)備出現(xiàn)了各種問題，進(jìn)而對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。因此，要想保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，就需要加大對GIS設(shè)備的運(yùn)行管理與維護(hù)力度。

1、GIS設(shè)備概述

1.1 優(yōu)點(diǎn)

GIS設(shè)備在電力企業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在高壓輸電系統(tǒng)中，相比于其他設(shè)備而言，該設(shè)備具有3個突出的優(yōu)點(diǎn)：①采用全封閉設(shè)計(jì)，減少了外界對設(shè)備的影響，具有十分優(yōu)越的技術(shù)性能；②占用的空間比較??；③維護(hù)頻率低，降低了維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度。

1.2 類型

GIS設(shè)備的類型構(gòu)成是多樣化的，根據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成形式，可將其分為圓筒型和柜型兩種。此外，按照絕緣介質(zhì)的不同，還可將其分為全SF6氣體絕緣型和部分氣體絕緣型兩大類型，前者是全封閉的，后者分為兩種情況：①除母線之外，其他元件均采用氣體絕緣；②采用絕緣封閉母線，其他元件均采用常規(guī)的敞開式電器。

1.3 關(guān)鍵元件

1.3.1 氣體隔室

為了實(shí)現(xiàn)不同元件之間的隔離和滿足維護(hù)的需要，GIS由一個個獨(dú)立的氣室組成，每個氣室內(nèi)只有一個設(shè)備元件。有些氣室之間是完全隔離的，有些氣室之間是可通過管道閥門連通的。每個氣室均應(yīng)配有充氣口和壓力表，以便維護(hù)和監(jiān)測。一般而言，GIS氣室內(nèi)SF6氣體的壓力在0.4～0.6Mpa·G，開關(guān)氣室比其他氣室的額定壓力高0.1MPa·G。

1.3.2 支持絕緣子和絕緣隔板

支持絕緣子一般采用環(huán)氧樹脂制造，發(fā)生短路故障時，其強(qiáng)度可充分耐受電磁力，從而保證導(dǎo)體與殼體的間距。在正常狀態(tài)下，隔板的盆式絕緣子可承受因隔離兩側(cè)可能存在的最大壓力差而形成的機(jī)械力。

1.3.3 伸縮節(jié)

伸縮節(jié)可調(diào)節(jié)GIS設(shè)備制作、安裝時的允許公差，吸收因電流通過而引起的外僑與地基之間的相對伸縮。因此，應(yīng)在設(shè)備的適當(dāng)位置安裝伸縮節(jié)。

1.3.4 氣體監(jiān)測裝置

氣體監(jiān)測裝置可有效監(jiān)視各個氣室內(nèi)的漏氣情況。一般情況下，開關(guān)氣室以0.05MPa·G為梯度向下設(shè)置報(bào)警值和閉鎖值，大多數(shù)氣室只具備報(bào)警值，且具體數(shù)值需要結(jié)合壓力、溫度特性曲線和區(qū)域內(nèi)的常年氣溫制訂。

2、GIS設(shè)備運(yùn)維中的關(guān)鍵問題及解決方案

2.1 SF6氣體

氣體泄漏是GIS設(shè)備最常見的故障之一。比如，SF6氣體泄漏不僅會破壞相關(guān)設(shè)備，還會污染環(huán)境、危及人身安全。因此，在日常運(yùn)維中，運(yùn)維人員要密切監(jiān)視、記錄氣體壓力表的讀數(shù)，即使其在規(guī)定范圍內(nèi)，也要與前一記錄進(jìn)行縱向比對，分析是否存在異常。在停電維護(hù)的過程中，運(yùn)維人員應(yīng)對氣體壓力表的報(bào)警信號回路進(jìn)行測試，保證監(jiān)控中心在第一時間收到氣體下降警報(bào)。

2.2 微水

微水是SF6氣體的重要指標(biāo)之一，因此，需要定期更換GIS設(shè)備內(nèi)部的吸附劑。此外，應(yīng)盡量選在干燥的天氣進(jìn)行GIS的解體維護(hù)、取氣、補(bǔ)氣等，以免濕氣侵入設(shè)備。一旦SF6氣體微水超標(biāo)，則需要強(qiáng)化監(jiān)視和縮短檢測周期。具體而言，最常采用的方法是在SF6氣體回收后，采用N2反復(fù)沖洗氣體，進(jìn)行干燥處理，抽真空后充入新的SF6氣體，并在靜置48h后重復(fù)測試，合格后方可投運(yùn)。

2.3 防爆膜

當(dāng)GIS設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的故障時，防爆膜能釋放內(nèi)部壓力，保護(hù)設(shè)備外殼不變形。一般情況下，防爆膜外部設(shè)有保護(hù)罩。在設(shè)備運(yùn)行中，如果防爆膜是向下安裝的，則保護(hù)罩的開口是向上的，而這樣很可能會積聚雨水。對于這種結(jié)構(gòu)的防爆膜保護(hù)罩，必須在罩底部開小孔，以防積水銹蝕防爆膜和法蘭。

2.4 絕緣隔板

GIS設(shè)備在長期運(yùn)行后，其各部件的機(jī)械強(qiáng)度會有所下降，運(yùn)維人員應(yīng)重視該問題。比如，某一氣室需要抽真空時，運(yùn)維人員必須考慮其與相鄰氣室之間絕緣隔板的機(jī)械強(qiáng)度能否承受壓力差。目前，比較常見的消除壓力差的方法為階梯式降壓，即相鄰氣室降半壓或降至0.1MPa·G（具體數(shù)值以廠家書面建議為準(zhǔn)），壓力差分散后，可避免絕緣隔板損壞。

2.5 操作位置

2014年，某供電局發(fā)生了一起GIS設(shè)備帶負(fù)荷拉刀閘的事故。調(diào)差發(fā)現(xiàn)，在該供電局220kV線路中，2母刀未合閘到位便拉開了1母刀，而操作人員在操作2母刀時只觀察了后臺刀閘輔助接點(diǎn)的到位情況，未觀察現(xiàn)場機(jī)械指示的到位情況，導(dǎo)致因傳動機(jī)構(gòu)卡阻而使設(shè)備內(nèi)部刀閘2母刀的觸頭未閉合，最終引發(fā)事故。由于GIS設(shè)備是全封閉的，無法查看設(shè)備內(nèi)部的實(shí)際情況。因此，操作人員在操作GIS設(shè)備的刀閘時，一定要做到“四看”，即看后臺指示位置、看信號回路指示位置、看機(jī)械指示、看傳動拐臂位置。只有這樣，才能確保刀閘操作到位。目前，部分GIS設(shè)備還配備了設(shè)備窺視鏡，操作人員可從鏡內(nèi)查看設(shè)備內(nèi)部的實(shí)際情況。

2.6 異響

GIS設(shè)備出現(xiàn)的異常響聲主要包括放電聲和勵磁聲。如果運(yùn)維人員在巡視過程發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備出現(xiàn)異響，則一般與其內(nèi)部零件松動有關(guān)，需要在第一時間解決此問題。此外，還可能在靠近氣體閥門的位置出現(xiàn)嘶嘶聲，其原因很可能是因閥門墊圈老化而導(dǎo)致氣體泄漏。此時，運(yùn)維人員需要立刻用SF6檢漏儀測量是否存在漏氣現(xiàn)象。

2.7 事故處理

如果戶外GIS設(shè)備發(fā)生了爆炸或漏氣等事故，則操作人員需要在第一時間采取安全防護(hù)措施，穿戴相應(yīng)的防毒面具、手套等，并從上風(fēng)處接近設(shè)備；如果室內(nèi)GIS設(shè)備發(fā)生了漏氣事故，為了防止SF6氣體蔓延，則需要長時間開啟通風(fēng)機(jī)，至少開啟15min，實(shí)行強(qiáng)力排換氣，直至氣體濃度符合標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)入。

3、結(jié)語

GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有智能化、復(fù)合化和小型化等的特點(diǎn)。要保證GIS設(shè)備性能的高效發(fā)揮，運(yùn)維人員需要全面掌握GIS設(shè)備的相關(guān)知識，并在運(yùn)維管理工作中積累經(jīng)驗(yàn)，正確分析、解決設(shè)備存在的關(guān)鍵性問題。

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