GIS電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究綜述

王明杰

平高東芝（河南）開關(guān)零部件制造有限公司 河南 平頂山 467000

1、前言

GIS電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)電氣設(shè)備問題，針對(duì)這一問題必須要做好問題的檢測和故障診斷工作，文章以SF6封閉式組合電氣設(shè)備的檢測和故障診斷工作為例進(jìn)行分析。

2、組合電器分類

組合設(shè)備是根據(jù)統(tǒng)一的布線標(biāo)準(zhǔn)將兩種或兩種以上類型的設(shè)備組合在一起的設(shè)備。但是，由于其緊湊的尺寸，小的安裝尺寸，易用性和相對(duì)獨(dú)立性，每種設(shè)備都保持了相對(duì)獨(dú)立的原始性能。在性能上，每個(gè)設(shè)備可以更自由地進(jìn)行協(xié)調(diào)和匹配，并廣泛用于電力系統(tǒng)。它已經(jīng)建成。在高級(jí)變電站中，主流設(shè)備有很多類型，包括高壓開關(guān)設(shè)備，斷路器，變壓器，隔離開關(guān)和接地開關(guān)。避雷器，控制單元，總線和輸出端子的組合全部封閉在金屬接地的外殼中，并配有絕緣保護(hù)電子設(shè)備。氣體絕緣全封閉組合電器以其可靠性高、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。長治地處山區(qū)。因此，GIS電氣設(shè)備在長治電網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用表明，GIS變電站在長治電網(wǎng)110kv及以上電壓等級(jí)變電站中所占比例為16%。隨著狀態(tài)檢修的實(shí)施，隨著超聲波局部放電的發(fā)生，檢測已成為GIS設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測項(xiàng)目之一。發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備的潛在故障，評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，維護(hù)GIS設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。低壓組合電器是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中常用的電器組合。例如，接觸器、斷路器和過電流繼電器的組合可以頻繁地啟動(dòng)、停止和保護(hù)遠(yuǎn)程電機(jī)。GIS主要由高壓斷路器或隔離開關(guān)組成，由電流互感器、電壓互感器、電壓互感器等組成。電纜接頭等部件，并密封高壓帶電部件的總成由組合裝置密封在接地的圓柱形金屬外殼內(nèi)，具有良好絕緣性能的氣體和固體或液體分別填充在外殼和高壓母線之間，包括斷路器和隔離器。根據(jù)統(tǒng)一的布線標(biāo)準(zhǔn)，開關(guān)，接地開關(guān)，電壓互感器，電流互感器，避雷器SF6的封閉組合,具有體積小，安全性能好，長期運(yùn)行可靠性和較長的系統(tǒng)維護(hù)周期的特點(diǎn)。它已在各個(gè)國家的電力系統(tǒng)中廣泛使用。

3、GIS的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)

3.1 GIS應(yīng)用特點(diǎn)

以住宅橋變電站為例，126kVGIS變電站僅占常規(guī)變電站的7.6%，占總?cè)萘康?.1%。 252kVGIS的電壓僅占常規(guī)變電站的3.7%和1.8%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，GIS中有許多內(nèi)部閃絡(luò)故障。在安裝過程中，過程中，過程中或大修后的第一年發(fā)生，第一年的故障率是53次/間隔，第二年下降到6次/間隔，然后在運(yùn)行中穩(wěn)定下來。

3.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)容

根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，隔離器和盆絕緣子的最高故障率是30%，母線故障率是12%，因而需要良好且較長的維護(hù)周期，由于使用GIS，高壓斷路器等主要組件的維護(hù)長達(dá)20年，通常不少于10年，并且輪廓結(jié)構(gòu)通過標(biāo)準(zhǔn)接口互連，因此每個(gè)設(shè)備制造商都可以組裝并分階段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，這大大降低了運(yùn)輸和安裝要求，提高了時(shí)間利用率，并大大減少了現(xiàn)場安裝和建設(shè)項(xiàng)目周期的工作量。輪輞可以拆卸并運(yùn)送到現(xiàn)場進(jìn)行組裝。組合的結(jié)構(gòu)也可以分為不同的腔室進(jìn)行組裝。GIS具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，組成部分相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn)。斷路器和端口垂直布置，操作機(jī)構(gòu)為支撐架，地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將略為簡化根據(jù)電壓水平而不同。例如，126kV斷路器一般使用立式結(jié)構(gòu)，可以安裝在雙層或者三層建筑內(nèi)部；550kV斷路器一般使用臥式結(jié)構(gòu)，有利于GIS整體結(jié)構(gòu)高度的降低。

4、組合電器運(yùn)行中的故障

通常，GIS的泄漏點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在相鄰設(shè)備的連接端面上，這會(huì)在氣體管道或者母線上的焊接性沙眼。劇毒的氣體泄漏可能會(huì)由于有毒氣體或環(huán)境污染而對(duì)人體造成損害。通常在動(dòng)，靜觸點(diǎn)端子，斷路器和隔離開關(guān)所處的母體之間的間隔，位置中會(huì)發(fā)生熱問題。斷路器的表面，導(dǎo)致加熱故障。斷路器和三工位隔離開關(guān)的儲(chǔ)能電機(jī)導(dǎo)致電機(jī)燒毀，無法完成開合操作。室外本地控制箱和繼電器接線箱的泄漏可能導(dǎo)致輔助設(shè)備的加濕，這可能導(dǎo)致直流接地或產(chǎn)生錯(cuò)誤的警告信號(hào)，固定的隔離開關(guān)，總線電壓互感器以及訪問線路和實(shí)時(shí)顯示鎖定裝置的互鎖。閉合觸點(diǎn)和不可靠的點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致斷開和閉合操作，斷路器，隔離開關(guān)和接地開關(guān)，操作機(jī)構(gòu)組件故障，跳閘開關(guān)的安裝，輔助開關(guān)故障，斷開和閉合的線圈燒壞的故障，所有這些都可能導(dǎo)致斷路器的斷開和閉合。三相開關(guān)位置不正確，接觸器的不可靠操作也可能導(dǎo)致三通隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘。操作員需要加強(qiáng)日常檢查，以檢查上面可能發(fā)生的故障類型，尤其是隔離開關(guān)的檢查。

注意SF6。氣壓變化，是否有異常聲音（聲音質(zhì)量或聲音持續(xù)時(shí)間變化），熱量和異常氣味，表面腐蝕等。目前，上述常規(guī)檢查不能滿足可靠性和智能要求，變電站要求，操作部門和制造商。需要相信，二級(jí)在線監(jiān)控技術(shù)需要結(jié)合起來，才能準(zhǔn)確，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)GIS的內(nèi)部故障。針對(duì)以上出現(xiàn)的危險(xiǎn)，有關(guān)工作人員在設(shè)備運(yùn)行的過程中必須要深入的研究其中存在的問題，研究設(shè)備缺陷可能出現(xiàn)的問題以及具體的影響因素，關(guān)注其中可能出現(xiàn)的影響因素和非正常問題，進(jìn)而能夠深入了解其中存在的GIS設(shè)備故障。

結(jié)束語

GIS電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行的過程中如果存在了設(shè)備缺陷的話就會(huì)導(dǎo)致其中分析檢測過程出現(xiàn)十分嚴(yán)重的缺陷，因而必須要做好其中的狀態(tài)監(jiān)測以及相對(duì)的故障診斷工作。