110kVGIS設(shè)備常見故障原因及對策分析

國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司 劉煒煒 田 杰

雖然GIS設(shè)備在性能質(zhì)量方面都比傳統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)秀，但是在使用過程中，還是會出現(xiàn)很多故障和問題需要去解決，為了增加維修保養(yǎng)人員的知識技能儲備和工作質(zhì)量，就需要讓相關(guān)人員認(rèn)識到這些故障出現(xiàn)的原因和預(yù)防的措施，只有這樣才能從整體層面提高維修保養(yǎng)人員的工作效率和工作水平，有助于設(shè)備在長時間運行中保持正常的工作狀態(tài)。

引言

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平提高速度很快，人們在使用電子產(chǎn)品的情景也越來越多，供電企業(yè)的供電壓力與日俱增，電量供不應(yīng)求的情況十分頻繁而嚴(yán)重，部分發(fā)達(dá)城市每到夏季晚高峰供電壓力激增，在這樣的現(xiàn)實環(huán)境下，許多供電企業(yè)都引入了GIS設(shè)備以提高系統(tǒng)運行的效率和質(zhì)量。作為一個新型設(shè)備，將其引入到一個已有的系統(tǒng)中進行磨合，總是會出現(xiàn)很多故障和排斥，而設(shè)備維修人員在這一過程中所充當(dāng)?shù)慕巧褪菐椭@些新型設(shè)備在運行過程中盡可能的減少故障發(fā)生的幾率，使其能夠更加容易的貼合系統(tǒng)的運行環(huán)境，并且在設(shè)備和系統(tǒng)的磨合過程中，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運行過程中所暴露出的問題，并根據(jù)研究結(jié)果，有針對性的提出預(yù)防或解決手段，使設(shè)備能夠在系統(tǒng)中發(fā)揮應(yīng)有的效能。

1.110kv變電站GIS設(shè)備常見故障

1.1 GIS設(shè)備常見故障的分類

因為GIS設(shè)備的常見故障和常規(guī)設(shè)備有時會出現(xiàn)的故障既有相同的地方，也有不同的地方，所以研究人員一般將GIS設(shè)備發(fā)生的故障分為兩類,第一類是常規(guī)操作機構(gòu)故障，第二類則是特有故障。

從已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看，GIS設(shè)備在一段時間的運行過程后，發(fā)生故障的概率，為常規(guī)設(shè)備概率的20～40%，而且這些故障大多發(fā)生的時間是在投入工作一年內(nèi)。其操作機構(gòu)包括斷路器，電動彈簧等由于設(shè)備自身的特性，一旦這些部分的設(shè)備出現(xiàn)故障，就有可能產(chǎn)生跳閘，合閘失靈的情況，從而導(dǎo)致大規(guī)模的停電現(xiàn)象。GIS設(shè)備的特有故障包括SF6氣體泄漏，水分過多，還有一定可能是故障發(fā)生在設(shè)備自身，SF6氣體泄漏監(jiān)控報警系統(tǒng)操作界面如圖1所示。

隨著科技的不斷發(fā)展，更多功能更加強大的電子設(shè)備不斷的涌入各行各業(yè)，隨著技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，許多新穎的技術(shù)也在不斷的被引進到設(shè)備中，在變電站中GIS設(shè)備就隨處可見，之所以會有這么大規(guī)模的鋪設(shè)，是由于它的高安全性。GIS設(shè)備占地面積小，性能良好，絕緣性好，滅弧性與傳統(tǒng)設(shè)備相比也有一定的優(yōu)勢。在日常投入使用時，會分為室內(nèi)使用和室外使用兩大類，室外使用與室內(nèi)使用部件相比多了防塵和防雨的功能，在主體構(gòu)造上，兩者沒有太大的區(qū)別，構(gòu)造類型基本相似，所以維護保養(yǎng)的方式也是一樣的。

圖1 SF6氣體泄漏監(jiān)控報警系統(tǒng)操作界面意示圖

1.2 GIS特有故障

純凈的SF6在常溫下比較穩(wěn)定，呈現(xiàn)無色無味，不易燃燒的狀態(tài)，但是當(dāng)其所屬的環(huán)境有較大的壓力時，其絕緣性和滅弧性，就要比周圍的空氣更高，一旦出現(xiàn)放電或周圍有火花情況存在，就會立即與空氣中的氧氣發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，分解出二氧化硫等有毒氣體。這些有毒氣體有的會刺激，人類的眼睛皮膚，嚴(yán)重的會產(chǎn)生眩暈，窒息，甚至死亡的情況。如果SF6氣體中所包含的水分含量增加，也會導(dǎo)致氣體外泄，最終造成絕緣部件遭到破壞。在設(shè)備的運輸過程中，如果放置不當(dāng)，出現(xiàn)碰撞情況，或者在運輸過程中內(nèi)部夾雜其他雜事，也可能導(dǎo)致其絕緣質(zhì)量大幅下降，最終產(chǎn)生內(nèi)部放電的情況,設(shè)備自身的構(gòu)件，如斷路器，互感器，隔離開關(guān)如果出現(xiàn)問題，也有一定的幾率會造成故障的發(fā)生，根據(jù)實際經(jīng)驗,GIS設(shè)備各個部件中最容易發(fā)生故障的當(dāng)屬絕緣體和隔離開關(guān)，所以相關(guān)人員對部件進行日常的維護保養(yǎng)時必須對上述兩個部件特別注意,絕緣體和隔離開關(guān)決定了整個用電系統(tǒng)的安全環(huán)境，如果這兩個部件出現(xiàn)問題，會對整個系統(tǒng)造成極大的安全威脅。

2.GIS設(shè)備的故障原因

研究人員對GIS設(shè)備出現(xiàn)故障的主要原因進行分類，分類內(nèi)容包括設(shè)計，制造，安裝以及運行這四個環(huán)節(jié)，以下將進行詳細(xì)的說明：

2.1 設(shè)計

在設(shè)計這一階段，如果設(shè)計人員由于自身的專業(yè)知識不夠或?qū)嶋H經(jīng)驗不足，造成在設(shè)計過程中選擇的部件絕緣性和結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，就有可能導(dǎo)致設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障，在設(shè)備運行過程中，最常出現(xiàn)事故的就是絕緣子，如果不能夠控制這些容易發(fā)生故障的絕緣子，比如不能合理的選擇其參數(shù)就有可能導(dǎo)致在日常工作過程中突然發(fā)生故障。研究人員為了證實其影響過程，進行了相關(guān)實驗，最終的實驗結(jié)論表明，絕緣子的場強應(yīng)該人為控制在6kv/mm之內(nèi)，如果條件允許的話最好能控制在該數(shù)值以下，如果在實際操作時，參數(shù)超過這一數(shù)值就有可能導(dǎo)致一些設(shè)備特有的物理現(xiàn)象在運行過程中不出現(xiàn)，影響到設(shè)備的使用效能。

2.2 制造

這一點需要注意的是，在GIS設(shè)備使用過程中，隨著其使用時間的增長，在設(shè)備的磨損和老化因素的影響下,發(fā)生故障的幾率也會越來越高，如果這些磨損和老化，沒有及時的對維護人員所發(fā)現(xiàn)，就一定可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的擊穿事故出現(xiàn)，這對于設(shè)備運行是極為危險的，造成設(shè)備產(chǎn)生故障的另一個重要環(huán)節(jié)就是在生產(chǎn)和制造過程中，工作人員沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計內(nèi)容進行把關(guān)，在材料選擇上，為了經(jīng)濟效益，可能就會選擇造價較低的原材料，而選擇這些材料的考慮因素是經(jīng)濟因素，而非技術(shù)考慮，由于缺乏專業(yè)技術(shù)的知識儲備和實際運行經(jīng)驗，生產(chǎn)廠商進行內(nèi)容更改時，可能就會將原始設(shè)計中一些出于安全因素考慮所選擇的特殊性能所忽略，而選擇類似的材料以替代，造成由于該原材料無法正確發(fā)揮應(yīng)有的效能，在材料制作過程中影響到構(gòu)件的使用性能，導(dǎo)致由于原材料的影響，造成最終設(shè)備的質(zhì)量被損失。所以在制造過程中，工作人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行操作，嚴(yán)格遵守已經(jīng)制定好的工作流程，按照相關(guān)要求進行制造，如果不按照要求進行制造，有可能在安裝過程中出現(xiàn)漏裝錯裝的情況。

2.3 安裝

GIS設(shè)備安裝過程中，一定要保證其周圍環(huán)境的清潔，這不僅僅是車間內(nèi)部的清潔，在設(shè)備出廠前還要對設(shè)備本身進行清潔工作，保證產(chǎn)品的清潔，以防止有一些顆粒雜質(zhì)進入到產(chǎn)品內(nèi)部，由于GIS設(shè)備是一個極為精密的構(gòu)件，如果其內(nèi)部出現(xiàn)不明雜質(zhì)，很有可能會影響到設(shè)備內(nèi)部的運行，最終在產(chǎn)品的使用過程中造成影響。

2.4 運行

GIS設(shè)備在其運行過程中，最為容易發(fā)生故障，必須嚴(yán)格注意相關(guān)規(guī)范，在使用中要避免設(shè)備出現(xiàn)碰撞擦傷的情況，有時認(rèn)為不經(jīng)意的碰撞，就有可能造成一些關(guān)鍵部件的損壞，從而影響到其在正常使用中的效能，所以為了保證這些設(shè)備能夠正常使用，在運行過程中，必須安排專業(yè)人員定期對其進行維修保養(yǎng)，并且在設(shè)備的安裝運行過程中進行檢查，避免由于設(shè)備本身原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)損壞。

3.GIS設(shè)備常見的故障處理辦法

如果發(fā)現(xiàn)SF氣體出現(xiàn)了泄漏的情況下，工作人員就必須提高警覺，密切關(guān)注最新動態(tài)。打開室內(nèi)底部的通風(fēng)口，將有毒氣體向外排出，一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)當(dāng)保護主控室防止有毒氣體入侵，而且警告相關(guān)人員不要隨便進入GIS室，如果由于工作需要必須進入，在進入之前相關(guān)人員必須做好保護措施，而且工作人員進入室內(nèi)的時間必須是正常排風(fēng)20分鐘后，在工作人員操作過程中，外部人員如果發(fā)現(xiàn)室內(nèi)的氧氣含量已經(jīng)低于20%，必須禁止所有人員進入室內(nèi)，或在附近逗留，以保證工作人員的人身安全，如果發(fā)現(xiàn)SF6氣體中的水分含量，或者出現(xiàn)突然增加的情況，應(yīng)該立即對其進行干燥以及過濾處理，保證設(shè)備各個部件的清潔，SF6氣體泄漏監(jiān)控報警系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下的實時數(shù)據(jù)如圖2所示：

圖2 SF6正常狀態(tài)下的實時數(shù)據(jù)

綜上所述，GIS設(shè)備一旦發(fā)生故障，其大多數(shù)情況都是在投入運行的第一年，因此在新設(shè)備投入運行的第一年，相關(guān)人員必須對其加強日常維護。在日常的維護過程中，相應(yīng)的指示燈能夠指引維護人員，發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)處的故障問題，工作人員在進行維護時也要密切注意設(shè)備指示燈的提示，及時根據(jù)提示燈的指示，造出故障出現(xiàn)的部分。隨著設(shè)備的使用時間不斷加長，其內(nèi)部線路和部件會出現(xiàn)老化情況，工作人員必須及時對其進行替換或維修，隨時注意設(shè)備的運行情況，定時查看設(shè)備操作記錄，確保GIS設(shè)備能夠正常運行不影響相關(guān)工作的正常開展。如圖3為GIS設(shè)備操作記錄意示圖：

圖3 GIS設(shè)備操作記錄

4.結(jié)束語

GIS設(shè)備發(fā)生故障的概率與常規(guī)設(shè)備相比更低，可以保證系統(tǒng)在更多時間內(nèi)保持正常的運作，但是也不能由此而忽視GIS設(shè)備在投產(chǎn)運行的第一年當(dāng)中所出現(xiàn)的故障，在GIS設(shè)備日常維護的作業(yè)中，必須強化專業(yè)人員的專業(yè)知識，防患于未然，將安全意識以及維修意識常植于工程維護人員的心中。