變電站GIS設備的故障診斷及檢修分析

邱林攀

摘 要：GIS設備應用于變電站，是變電站主要設備之一，它具有良好的滅弧防爆性能。保證GIS設備的穩(wěn)定性和其工作的連續(xù)性，對煤礦的供電系統(tǒng)的正常運營有著重要意義，一旦設備出現(xiàn)了故障問題，那么就會影響到變電站的安全運行，造成電網(wǎng)事故，大面積停電且綿延速度極快。因此，在電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，做好變電站GIS設備的故障檢修就異常重要。本文將論述GIS設備一些常見的故障，針對這些故障提出檢修分析及運維措施與建議，希望為從業(yè)者提供參考。

關鍵詞：變電站GIS設備;常見故障診斷;相關檢修分析

0 前言

GIS設備是一種集成性電器，即氣體絕緣開關設備，或者SF6全封閉組合電器，被廣泛應用于變電站。GIS設備的具體結構包括斷路器、匯控柜、開端設備、互感器等，而常見故障也就出現(xiàn)在這幾個具體結構上。它雖出現(xiàn)故障概率小，維修工作量也比較少，但由于工作時間長，也會出現(xiàn)許多故障。對其常見故障，也不可以隨意與馬虎，相關工作單位應重視起來。

1 GIS常見故障

圖示為GIS的基本組成，可以從圖中看到它的基本構件，本文要研究它產(chǎn)生故障的原因，并相應的提出解決措施。一般GIS常見的故障就是斷路器和互感器出現(xiàn)問題，斷路器內分合閘無法完成，互感設備所測出值有很大的偏差以及它內部零件的安裝問題。

1.1 斷路器出現(xiàn)故障

斷路器的故障一般是由于斷路器中的電能不足及控制回路發(fā)生問題等影響到分合閘動作無法正常完成。再細致探究，出現(xiàn)此現(xiàn)象的主要原因如下：電源未連接或切斷了電源，電源中斷分閘供電;控制分合閘回路出現(xiàn)了問題，短路斷路導致分合閘無法完成或斷路器接觸不良也有可能造成分閘動作無法正常完成。例如，GIS設備腔體內因六氟化硫氣壓下降，氣壓達不到規(guī)定值，進入閉鎖狀態(tài)，無法分合，斷路器無法正常使用;在開關的一側靠近時，互感器的屏蔽罩會與GIS設備中的外側維持連接，而線路另一邊隔絕六氟化硫氣體從而處于絕緣的狀態(tài)，如此狀態(tài)下不產(chǎn)生回路;合閘的彈簧彈性勢能沒有足夠大，分合閘動作難以成功完成。

1.2 密封的SF6氣體泄露

變路器設備中會大量用到SF6氣體，它是一種惰性氣體，無色、無味、無毒，密度大于空氣，所以大量沉積在低處，被其圍住地方?jīng)]有空氣，一定量的有害的分解物成份可能還會損害人身健康。氣體泄漏一般由于密封性出現(xiàn)問題，在不同的地方發(fā)生漏氣情況。如焊接時電流過大，焊縫燒開或由于較大的局部應力，焊縫炸裂;GIS金屬外殼沙眼漏氣，鑄造外殼時，存在雜質或氣泡，在應力作用下逐漸產(chǎn)生裂痕;法蘭結合面也會產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，法蘭面加工精度粗糙，密封墊的老化，密封墊圈安放位置并沒有垂直于法蘭面結果槽內上下墊圈壓縮量不同，GIS的盆式絕緣子和罐體法蘭由于溫度變化而伸縮量不同，這些都會導致漏氣。還有一些其他原因使SF6氣體泄漏，GIS 設備當中密封位置與管路之間的連接位置還有焊接點出現(xiàn)故障。

1.3 互感設備有偏差

GIS互感器設備在使用過程中會發(fā)生所測電流數(shù)值不準確的情況。最近，某500KV變電站GIS設備電流互感器主回路電流測量結果就很反常，后復檢是發(fā)生故障，電流測量結果與真實數(shù)值相差幾乎快要大于10。所以互感器故障導致的錯誤也不可小覷。在GIS投入工作中，要想正常運行，就只有保證互感器開關與屏蔽罩接近位置接觸到金屬外殼，另一端與金屬外殼之間處于絕緣下，并不能產(chǎn)生回路。多次使用設備，GIS設備必須分分合合合，產(chǎn)生的震動使絕緣端發(fā)生松動現(xiàn)象，使絕緣端與外殼發(fā)生連接現(xiàn)象。閉合回路的條件無法達到。若絕緣端與金屬外殼連接成了閉合回路，根據(jù)物理原理，產(chǎn)生的感應磁通量就因互感器上二次繞組，會在屏蔽罩內生成反向電流，電流相抵消，因此測量值與實際值產(chǎn)生了偏差。

1.4 GIS一些故障內部原因

除一些外部因素導致GIS故障，其實很大一部分還是GIS內部原因導致。GIS本身的質量就不達標。在制造廠方面，車間清潔度差，總裝配車間將一些其他雜物殘留在GIS內部，出廠前也沒清理。在制作GIS時也不按照工藝規(guī)程，另外在選取制作材料時，貪圖便宜選取不合格產(chǎn)品，這些再投入運行中都可能導致內部閃絡、接地短路導體過熱等情況。在安裝方面，安裝人員對金屬件的劃痕、凹凸不平處沒有進行及時處理，或為了趕工期，在上建工程、照明工程、通風工程沒有完全結束時就強行安裝GIS，也會因沒有規(guī)劃而錯裝漏裝，這些都會導致GIS內部閃絡、絕緣擊穿、導體過熱等。

2 GIS故障檢修分析

2.1 斷路器故障檢修

一旦確定為斷路器故障，則最先要對電源進行處理。電源提供足量的電量支持，若沒有足夠的電量支持，合閘分閘均無法完成。工作人員對斷路器電源進行檢查，確認電源已經(jīng)斷開。同時對熔絲當前情況進行檢測，若斷路器已確定為空開狀態(tài)，就試合空開。若確定為熔絲斷裂，就更換新的熔絲。若是回路發(fā)生故障，請專業(yè)人員對回路進行問題排查檢修。一旦發(fā)現(xiàn)SF6壓到警戒值以下，產(chǎn)生壓強太小沒有方法支持分合閘時，就快速中斷斷路器的電源，同時關閉操作機構，對關閉機構上做出標志，然后進行相關維修。若斷路器發(fā)生的問題是分合閘，則分別對其分析，若是無法完成分閘動作，中斷斷路器電源，若保持斷路器電源空開，則要向上級報告，將重合閘停止，經(jīng)過上級批準后，用母聯(lián)串代的方法把未曾發(fā)現(xiàn)的故障的斷路器換到另外一側的母線上，再次中斷故障斷路器，進而維修。如果出現(xiàn)無法完成合閘操作的現(xiàn)象，那中斷電源，申請重新合閘，然后再請專業(yè)檢修人員來進行檢修。

2.2 有關檢驗SF6氣體

對于SF6氣體，優(yōu)先就要做到盛裝氣體的儀器質量達到一定標準，在選取材料時要精心挑選，不能一心只為利益，而選取粗制劣造的儀器。定時檢查SF6的空氣含量，雖然這種氣體無毒，可一旦泄露，聚集一定量的氣體也會對人體造成傷害。對于檢驗SF6氣體是否泄露分為常用方法和紅外檢漏法。常用方法可用液體表面張力法，利用肥皂水的張力，在漏縫處有氣泡冒出;SF6電離法定性檢漏，脈沖高壓下產(chǎn)生連續(xù)放電作用，由于SF6氣體具有強負電性，就會改變電暈電廠的強度從而達到檢測效果;SF6激光檢漏法，利用儀器接受反射的紅外線激光形成圖像。而對于紅外檢漏法，則是利用SF6極強的紅外吸收力，尤其是波長為10.6um的紅外線。這種方法是目前最安全、最先進的方法。

2.3 互感設備故障處理

互感器出現(xiàn)故障的狀況不是很經(jīng)常，再加上它的故障征兆很隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)。所以一旦出現(xiàn)故障，并不會馬上被發(fā)現(xiàn)，表面上并不會出現(xiàn)異響、異動、失控等明顯現(xiàn)象，這時就需要操作人員根據(jù)自己積累的經(jīng)驗，靈敏的察覺能力，在細微之處發(fā)現(xiàn)問題。一旦發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生的跡象，便遵循以下方法：最先查找故障的點位和原因，找到問題根本。但工作人員因高壓并不能近距離接觸設備，這時就靈活采取對互感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行記錄的方式進行檢查，針對數(shù)據(jù)異常處，申請斷電開蓋檢測，找到原因，進一步維修和處理。若無法修復，則需要更換原件，選擇符合使用要求的規(guī)格型號。更換后對設備的接地端和非接地端進行松緊確認，確認無誤后，方可合蓋、通電。技術人員也不要忘記觀察維修后GIS參數(shù)運行狀態(tài)是否穩(wěn)定，電流測試是否準確，確認無誤后，方可正式投入使用。

2.4 選取GIS建議

為了減少很多在施工中GIS因自身原因帶來的麻煩，在選取GIS時，不要貪圖便宜，要選擇質量好的、制造精心的產(chǎn)品，并對其質量進行嚴格檢測。在使用前可進行現(xiàn)場測試，測試主回路的導電電阻，主回路的耐壓、密封性、SF6氣體微量水含量等，都確保嚴格符合國家制定的標準。在安裝時，選擇高質量的施工單位，因安裝導致隱患的情況案例也有很多，所以在安裝時要選擇高素質、水平好的安裝單位。

2.5 GIS整體維護措施

強化對設備自身的現(xiàn)地控制柜實施維護，只有這樣才能從根部解決GIS故障。設備自身的控制柜當中的全部元器件，提高對它所具備的性能實施檢測的能力，對于達不到規(guī)定要求的密度繼電器，要在第一時間進行更換。同時對設備所具備的操作性實施加強維護。保證設備整體在操作時不存在缺陷，滿足實際操作施工期的功率要求;保證使用的液壓油不存在變暗變渾濁的現(xiàn)象;同時保證所有操作機構和斷路器這兩方面的功能;實施具有預防性質的測試，保證所有開關部位全部能夠達到最好的工作狀態(tài)。

3 結尾

相關部門一定要對設備頻繁產(chǎn)生的故障與檢修加強重視，檢修人員也要認真檢修故障原因，對其進行修復，還有一些不能明確開展維護工作承擔責任的情況，則需要對相關人員，在實際責任落實方面，展開監(jiān)督管理。最大限度保證該設備能夠安全，并且高效地開展正常工作。

參考文獻：

[1]侯興旺，任成剛，王興洋.淺談500kV變電站GIS設備的運行維護[J].科技風，2018（06）：168.