探討500 kV GIS設備故障檢修

鄭吉安

（廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000）

0 引 言

GIS裝置包括斷路器、隔斷開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器、避雷器、總線、連接器和輸出套管，全部封裝在金屬接地外殼中。實際使用中，采用一種新型的組合裝置，由盆式絕緣子分為幾個空氣室，并填充一定壓力的SF6氣體作為絕緣滅弧介質(zhì)。目前，壓強高和電流高的輸電項目已經(jīng)成為距離較遠的跨地區(qū)發(fā)展的發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)的開關(guān)設備相比，GIS設備占地面積小、環(huán)保、運行安全可靠、維修工作量不大、維護時間長、施工短、沒有無線電噪聲干擾等，得到了廣泛應用。

1 GIS的特點

GIS將隔斷裝置、斷路保護裝置、變壓器、接地開關(guān)、電流互感器、電纜終端、避雷器、進出口套管和母線等組合起來，將其封閉在金屬外殼內(nèi)，內(nèi)部是壓縮SF6氣體[1]。這種氣體作為一種絕緣和滅弧介質(zhì)，解決了傳統(tǒng)開關(guān)設備的很多問題，優(yōu)點鮮明。這種設備結(jié)構(gòu)小，占地面積小，且不受地形條件限制，能夠用在人口比較密集的地方，也可在有限的山地和地下空間安全可靠運行，且安裝方便、調(diào)試時間短、工作量不大。GIS設備的可靠性非常高，所有帶電部件均采用SF6氣體密封，隔離外部灰塵，阻斷鹽霧和雪的沖擊，一定程度上提高了操作的可靠性。

另外，GIS的抗震性好、安全性高，帶電部件均密封在接地金屬外殼內(nèi)，不存在觸電危險。SF6氣體是惰性氣體，無需擔心火災危險。由于帶電部分全部封閉在接地金屬外殼中，靜電和電磁波屏蔽了無線電和噪聲干擾。圖1為某一電廠主接線調(diào)度編號圖。

圖1 某電廠主接線調(diào)度編號圖

2 GIS設備的常見故障

GIS設備具有運行可靠性高、維護方便、占地面積小的優(yōu)點，但也存在一些常見故障。

2.1 SF6氣體泄漏

這種故障通常發(fā)生在設備密封面、焊縫和管接頭上，主要由材料、加工、裝配、設計缺陷和密封材料的老化或損壞引起[2]。

2.2 SF6氣體水分超標

在SF6氣體操作中，高濕度的斷路器室可能引起絕緣體或其他絕緣層的閃絡。水分超過標準的原因是滲透的水進入SF6氣體。由于水分子具有非常強的滲透性，經(jīng)過多年的操作，水蒸氣不斷滲透到內(nèi)部，導致氣體含水量增加。表1是超標的允許值。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，對應的儀器有泄漏點，數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 水分超超標允許值

表2 實際檢測數(shù)據(jù)

2.3 斷路器故障

GIS斷路器的故障主要是由斷路器、隔離開關(guān)或接地開關(guān)的氣體擊穿以及閉合時動觸頭和靜觸頭的偏差引起的，導致接觸不良。

2.4 內(nèi)部放電故障

GIS中典型的內(nèi)部放電故障是電暈放電。當施加的電壓增加到氣體絕緣的擊穿強度時，很可能發(fā)生電暈放電。電暈放電主要是由于制造技術(shù)和其他原因?qū)е?，如小的異物、毛刺和其他?nèi)部缺陷，導致絕緣強度下降[3]。

2.5 液壓系統(tǒng)頻繁泄漏或壓力故障

液壓機構(gòu)的泄漏機理主要分為外泄漏和內(nèi)泄漏[4]。液壓泄漏的主要原因是管接頭松動和接頭環(huán)損壞。內(nèi)泄漏的主要原因是密封圈、墊圈和液壓機構(gòu)松動的內(nèi)接頭老化。

3 診斷辦法

3.1 需要澄清檢查工作涉及的事項

首先，目視檢查是用于檢查設備外觀的方法，主要檢查內(nèi)容包括外觀部分和連接部分、本地控制柜、連接線、開關(guān)操作機構(gòu)以及二次電纜等[5]。其次，測試氣室SF6氣體中使用的密度繼電器，通過改變指數(shù)值確定氣室的氣密性，并將溫度和壓力產(chǎn)生的曲線連接到氣室，核實溫度、壓力是否能滿足設備的技術(shù)要求，并仔細檢查，首次測定SF6氣體中痕量水的含量。最后，GIS設備的環(huán)路部分在規(guī)定時間內(nèi)進行測試，為質(zhì)量檢測奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.2 檢查要點

在明確檢查工作的前提下，掌握檢查工作的重點，提高檢查工作的效果。

首先，通過自支撐機構(gòu)的密封性能檢查斷路器之間的彈簧儲能液壓，并檢查和調(diào)整控制工作中涉及的部件，同時檢查其儲能效率和運行功能。如果設備已使用超過5年，則應首次測試斷路器部分首次使用的次數(shù)。對于液壓泵，檢查一天內(nèi)打開的具體次數(shù)和碳刷部分[6]。應仔細檢查傳動軸部分的襯套和輔助開關(guān)區(qū)域的指示及其功能，并在關(guān)閉和分離制動器后測試儲能長度。

其次，檢查機械部件的傳動部件。為了檢查刀具的接地位置和刀具制動機構(gòu)的隔離功能，有必要加強維護工作。維護過程中，操作結(jié)構(gòu)的機械性能必須通過手柄分開和組合，檢查并調(diào)整原始本地控制柜中的控制元件。在大修工作中，需對機組聯(lián)鎖壓力開關(guān)、控制開關(guān)、液壓回路、報警信號、聯(lián)鎖間隔、輔助觸點和斷路器密封功能進行細致的檢查工作。

最后，加強對SF6和其他氣體密度監(jiān)測器的檢測。此外，在雙極報警輸出機構(gòu)的作用下，SF6氣體中的密度監(jiān)控器加強了安裝位置。另外，檢查變壓器和避雷器之間的接線。

4 維護措施

4.1 加強設備的保溫維護

這部分維護的主要任務是分析SF6和其他氣體的所有檢測數(shù)據(jù)[7]，確保這些氣體的技術(shù)指標合格才能保證設備的絕緣。因此，有必要確保在GIS設備中沒有電暈和閃絡現(xiàn)象。

4.2 加強設備的運行和維護

首先，要確保整個裝置的操作機構(gòu)沒有缺陷，滿足實際操作和施工的動力要求。其次，要保證按照標準使用液壓油，沒有深色和渾濁，保證操作機構(gòu)和斷路器的性能可以滿足實際操作的要求。最后，對所有開關(guān)組件的性能進行預防性測試，以確保它們處于最佳工作狀態(tài)。

4.3 加強設備的氣密性維護

在工作場所測試氣體的密封性能，并與第一階段中實施的曝氣記錄數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以確保執(zhí)行維護操作的設備和需要密封的部件具有相對高質(zhì)量的密封性能。

4.4 加強設備本身的本地控制柜維護

在保證設備控制柜內(nèi)各部件外觀的前提下，可以加強設備性能的測試能力，并可根據(jù)部件的具體情況進行加工，不符合規(guī)定要求的密度繼電器應在第一時間更換[8]。此外，如果不能明確界定維修工作的責任，應從實際責任落實的角度對從事維修工作的相關(guān)人員進行監(jiān)督管理，提高設備的診斷和維護效果。

5 結(jié) 論

由于自身優(yōu)勢，GIS設備在現(xiàn)有的500 kV變電站中使用得越來越來越多，特別是內(nèi)部SF6氣體的應用，提高了GIS設備的絕緣和滅弧能力，降低了外部因素對其造成的影響，提高了設備操作安全性能。但是，由于故障損壞范圍很大，因此有必要進行維護工作。