GIS組合開關(guān)故障處理措施分析

王愛淇 劉昱彤

摘要：伴隨我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，GIS是目前高壓開關(guān)電器中使用最多的一種設(shè)備。它具有封閉性和維護(hù)周期長等優(yōu)點(diǎn)，因此在整個(gè)電力行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，當(dāng)它發(fā)生故障時(shí)隱蔽性較強(qiáng)，很不容易查找。筆者在運(yùn)行維護(hù)中，總結(jié)出了一些技巧。且針對GIS的特殊性故障，提出了合理化的建議供給參考。

關(guān)鍵詞：組合電器;GIS;高壓開關(guān)

在電力行業(yè)中，對于GIS的定義，多數(shù)稱為六氟化硫封閉式組合電器。也有人稱為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，簡稱GIS。變電站里面使用的GIS，實(shí)質(zhì)上就是將一座變電站中除變壓器以外的一次高壓設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體。形式共有三種：第一種是空氣絕緣的常規(guī)配電裝置，簡稱AIS。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。目前110kV及以上電壓等級多數(shù)采用這種形式。第二種是混合式配電裝置，簡稱H–GIS。母線采用開敞式，其他均為六氟化硫氣體絕緣開關(guān)裝置。第三種是六氟化硫氣體絕緣全封閉配電裝置GIS。它的優(yōu)點(diǎn)在于占地面積小，可靠性高，安全性強(qiáng)，維護(hù)工作量很小，其主要部件的維修間隔不小于15～20年。但缺點(diǎn)就是當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，特別難以判斷和查找。筆者經(jīng)過多年的積累，現(xiàn)就GIS在運(yùn)行中發(fā)生故障，如何查找和處理技巧一一簡要介紹。

1 GIS組合開關(guān)特點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)分析第一，小型化。GIS選擇SF6作為絕緣與滅弧介質(zhì)，這樣就可以減少占地面積。第二，可靠性高。因?yàn)镚IS組合開關(guān)帶電部分都被封閉在SF6氣室之中，基本不會受外部環(huán)境的影響，并且內(nèi)部的隔離開關(guān)、斷路器以及接地開關(guān)之間都是相互連鎖的。第三，安全性較高。因?yàn)镚IS封閉在接地的金屬殼體之中，所以也不會存在觸電危險(xiǎn)。SF6屬于不可燃?xì)怏w，沒有火災(zāi)危險(xiǎn)。第四，帶電部分屬于金屬殼體封閉，對于靜電和電磁進(jìn)行屏蔽，抗電磁干擾能力強(qiáng)，噪音小。

2）缺點(diǎn)分析第一，價(jià)格昂貴，會提升變電站整體投資。第二，一旦發(fā)生事故，就可能導(dǎo)致被迫停電現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會加大停電面積，而事故處理難度大，耗費(fèi)時(shí)間長。第三，SF6屬于惰性氣體，無毒，但是要比氧氣重，泄露之后就會在低洼之處聚集，可能會導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)人員窒息。第四，當(dāng)GIS出現(xiàn)絕緣擊穿事故時(shí)，其內(nèi)部會有電弧產(chǎn)生，在高溫高壓的作用下，SF6會分解為硫化氫、氟化氫等劇毒物質(zhì)，并且附著在母線設(shè)備表面，如果不留心就可能給檢修人員帶來危害。第五，GIS整體密封會導(dǎo)致局部放電和內(nèi)部發(fā)熱故障，如果不能及時(shí)進(jìn)行處理，就會引發(fā)絕緣擊穿事故。第六，為了避免外殼感應(yīng)電觸電，需要對GIS接地以及變電站接地進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2 GIS設(shè)備常見故障及處理措施

2.1開關(guān)故障處理

“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”屬于設(shè)備出現(xiàn)的典型性故障，暴露了GIS開關(guān)機(jī)構(gòu)在行程開關(guān)、箱體密封性以及主動防潮等3方面的缺陷。長此以往，將可能導(dǎo)致更加嚴(yán)重的情況發(fā)生。（1）該類行程開關(guān)在高濕度環(huán)境中運(yùn)行，易導(dǎo)致接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際儲能位置不符，使“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”情況再次出現(xiàn)。同批次產(chǎn)品都采用該款行程開關(guān)，在高濕度運(yùn)行環(huán)境下容易導(dǎo)致接線位置短路或內(nèi)部接點(diǎn)腐蝕，使開關(guān)無法正常分合操作，再次出現(xiàn)“斷路器電機(jī)過流，過時(shí)報(bào)警”。（2）開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)其他接點(diǎn)因受潮短路，導(dǎo)致開關(guān)誤動。線束上布滿霉點(diǎn)是機(jī)構(gòu)內(nèi)各接點(diǎn)存在受潮短路風(fēng)險(xiǎn)的前兆，隨著時(shí)間的推移，會影響回路中接點(diǎn)的狀態(tài)，嚴(yán)重的可致開關(guān)誤動。（3）機(jī)構(gòu)箱有滲水風(fēng)險(xiǎn)，若內(nèi)部長期積水或受潮，易導(dǎo)致箱體銹蝕，使箱體密封性下降。實(shí)際運(yùn)行情況暴露了GIS開關(guān)機(jī)構(gòu)箱抗風(fēng)雨能力差的缺點(diǎn)，在多雨天氣容易有滲水。同時(shí)，機(jī)構(gòu)箱體材料耐腐蝕較差，長期在潮濕環(huán)境中會加速材料老化，最終導(dǎo)致穿孔，形成惡性循環(huán)。處理措施（1）更改行程開關(guān)接線方式或更換行程開關(guān)。參照此次消缺方法，更改同批次開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的行程開關(guān)接線方式，增大接點(diǎn)距離，可有效降低短路風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對于已受潮的行程開關(guān)，在檢修條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)行更換。（2）將由溫濕度控制器控制的加熱器更改為低功率常投加熱器。因地區(qū)降水量豐富，四季空氣潮濕，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)箱積水和受潮風(fēng)險(xiǎn)都較高，應(yīng)將同批次開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的加熱器更換為低功率常投加熱器，以防止機(jī)構(gòu)受潮。（3）加強(qiáng)雨水密集時(shí)段巡視，做好積水排除工作。若地區(qū)降雨量在時(shí)序上呈“雙峰型”特點(diǎn)，運(yùn)維部門應(yīng)加強(qiáng)梅雨季節(jié)和臺風(fēng)季節(jié)的巡視工作，防止箱體積水，并保障加熱器的正常運(yùn)行。

2.2 GIS的故障處理技巧

當(dāng)GIS發(fā)生故障后，要想從設(shè)備狀態(tài)和故障原因來判斷故障的位置所在一般來說是很難的。因?yàn)镚IS的封閉性，根本不能直觀地檢查出故障點(diǎn)。好在現(xiàn)在的變電站都安裝了視頻系統(tǒng)，夜間的故障都可以通過調(diào)取攝像信息來進(jìn)行分析。因?yàn)椴还苁请娀》烹?，或者說是火花放電及電暈的局部放電，在夜間發(fā)生時(shí)都會產(chǎn)生一定的亮點(diǎn)，只要調(diào)取視頻信息，檢查的效果往往強(qiáng)于人工用肉眼實(shí)地現(xiàn)場檢查。其好處：一是能準(zhǔn)確定位，不會造成胡亂猜測;二是效率高，省時(shí)省力。但在進(jìn)入GIS的開關(guān)室處理故障時(shí)，首先不能盲目地進(jìn)去。在進(jìn)去之前最好是先打開通風(fēng)裝置進(jìn)行通風(fēng)，因?yàn)閾?dān)心其他有毒氣體分解。建議，在每年的設(shè)備預(yù)試定檢中，運(yùn)維人員還用吹風(fēng)機(jī)、吸塵器等，清掃一下GIS的導(dǎo)電桿、絕緣子和屏蔽罩等外圍設(shè)備，以防患于未然。

2.3 GIS設(shè)備吸附裝置引起的故障

利用設(shè)備檢修期將各氣室吸附裝置進(jìn)行整體更換，在更換過程中要將作業(yè)時(shí)間盡量控制，減少新的吸附劑在空氣中暴露的時(shí)間，然后迅速將更換好的氣室抽真空，并注氣至額定壓力后進(jìn)行保壓、微水含量測試、SF6氣體檢漏等測試，然后對斷路器進(jìn)行分合閘時(shí)間及同期測試、主回路電阻測量、最低動作電壓測試。待所有的非破壞性試驗(yàn)全部做完，實(shí)驗(yàn)結(jié)果合格后，將斷路器兩側(cè)電流互感器，備用線路上所有電流互感器二次回路短路接地，分別對斷路器的斷口進(jìn)行耐壓。 GIS設(shè)備的每一部件均達(dá)到了經(jīng)過完整試驗(yàn)程序并耐受規(guī)定的試驗(yàn)電壓等級，且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中無擊穿放電的現(xiàn)象，證明此次耐壓試驗(yàn)范圍內(nèi)的GIS設(shè)備全部合格。在所有試驗(yàn)合格后，由運(yùn)行人員操作設(shè)備恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。待母線停電檢修范圍內(nèi)設(shè)備恢復(fù)后，逐步進(jìn)行其余設(shè)備停電檢修，最終更換所有GIS設(shè)備的吸附劑裝置。

3結(jié)語

總而言之，雖然GIS設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用，并且其應(yīng)用的設(shè)備故障率很低，一旦GIS設(shè)備發(fā)生故障，其檢修難度很大。因此，作為變電站GIS組合開關(guān)的操作人員，就需要按照正確的規(guī)范進(jìn)行操作，并且嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)與檢測，這樣才能做到及時(shí)對問題進(jìn)行處理，防范事故發(fā)生。

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[2]姚旭.組合開關(guān)電器GIS故障的處理技巧[J].農(nóng)村電氣化，2017（02）.

（作者單位：新程（沈陽）電力設(shè)備有限公司檢修分公司1 新東北電氣集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司沈陽分公司2）