特高壓GIS 設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估及檢修方法研究

張純

摘要：在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，GIS設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注。在具體的應(yīng)用中，當(dāng)所使用的材料、工藝技術(shù)有所不同時(shí)，GIS設(shè)備的質(zhì)量也會(huì)有所不同。設(shè)備如果不合格，運(yùn)行中就會(huì)存在質(zhì)量問題，加之沒有采取有效的維護(hù)措施，電力系統(tǒng)的運(yùn)行就會(huì)缺乏穩(wěn)定性。在選擇 GIS設(shè)備的時(shí)候，要優(yōu)先選擇質(zhì)量優(yōu)良的設(shè)備，并在設(shè)備運(yùn)行中做好技術(shù)維護(hù)工作，使設(shè)備的良好性能得以充分發(fā)揮，保證設(shè)備處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：特高壓;GIS設(shè)備;狀態(tài)評(píng)估;檢修方法

GIS（gasinsulatedswitchgear）是指一種將斷路器、隔離開關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、套管及電纜終端等其他功能部件封閉組合在接地的金屬外殼中并采用 SF6作為絕緣介質(zhì)的電器裝置。當(dāng)前對(duì) GIS展開的研究工作大部分集中在檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)其健康狀態(tài)及剩余使用壽命評(píng)估領(lǐng)域的研究未見有比較成熟的報(bào)道。電力技術(shù)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展已經(jīng)對(duì)電力設(shè)備的管理提出了新的要求，需要電力企業(yè)在 GIS全壽命周期內(nèi)基于 GIS的狀態(tài)實(shí)行有針對(duì)性的差異化檢修管理方案。

1、GIS設(shè)備常規(guī)檢修與狀態(tài)檢修的區(qū)別

GIS設(shè)備常規(guī)檢修，指的是根據(jù)用電負(fù)荷及相應(yīng)的停電計(jì)劃，結(jié)合日常維護(hù)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷，開展的設(shè)備檢修計(jì)劃。這種檢修方法，有其特定的局限性，即用電負(fù)荷高無法停電檢修、停電時(shí)間短、相關(guān)備品備件少等原因制約著 GIS設(shè)備的檢修質(zhì)量。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電負(fù)荷的不斷的增加，電力設(shè)備不斷增加的情況下，這是一種可靠性不高的檢修方法。可見設(shè)備的狀態(tài)檢修也將逐步成為設(shè)備檢修的主流。

GIS設(shè)備狀態(tài)檢修，指的是通過日常對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)（即日常巡視及后臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控）、月度及年度開展的維護(hù)記錄、檢修及消缺（缺陷消除）統(tǒng)計(jì)及分析等多方面數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)備檢修———A類檢修（大修及技改）、B類檢修（對(duì)設(shè)備的某些部件開展專項(xiàng)維護(hù)）及 C類檢修（例行停電檢修和日常巡視維護(hù)）。

2、GIS設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)

GIS設(shè)備安裝及調(diào)試的過程中，由于相關(guān)零部件不是同廠的設(shè)備，部分是集成部件，就算是現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備監(jiān)造，也不一定完全發(fā)現(xiàn)其故障隱患。當(dāng)整體設(shè)備組裝完成，投入運(yùn)行后，設(shè)備的故障才開始浮現(xiàn)，如氣室漏氣，隔離開關(guān)無法正常電動(dòng)操作等設(shè)備隱患的出現(xiàn)。隨著設(shè)備的維護(hù)量增多，暴露的設(shè)備隱患解決，維護(hù)人員將對(duì) GIS設(shè)備的各項(xiàng)性能得以充分認(rèn)知;

有用壽命期：GIS設(shè)備投入運(yùn)行后，周期維護(hù)得當(dāng)、在進(jìn)行設(shè)備操作時(shí)不出現(xiàn)失誤及文明作業(yè)、結(jié)合用電情況合理利用設(shè)備，將會(huì)使設(shè)備的有用壽命得以延長，如 30年前的日本三菱設(shè)備，從安裝到現(xiàn)在，可靠安全運(yùn)行。（正常 GIS設(shè)備壽命周期為 30年）。但是如果對(duì)設(shè)備缺乏維護(hù)，安裝工藝低且不規(guī)范、設(shè)備原材料次品、操作失誤或野蠻操作，超過設(shè)備的極限值等偶發(fā)情況，會(huì)大大縮短 GIS設(shè)備的有用壽命周期;

GIS設(shè)備投入運(yùn)行的年限增長，用電負(fù)荷的不斷升高，設(shè)備操作次數(shù)的增多，GIS設(shè)備內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)觸頭磨損、碳化、物理及化學(xué)反應(yīng)的變化，外觀及內(nèi)觀的絕緣老化，開關(guān)滅弧室中的局部放電增多等相對(duì)應(yīng)的問題。為此，不一一對(duì)應(yīng)開展專項(xiàng)設(shè)備檢修，昀終會(huì)使設(shè)備損壞，甚至徹底報(bào)廢。

通過對(duì)上的三方面的分析，針對(duì) GIS設(shè)備的磨合期、有用壽命期、損耗期，開展一一對(duì)應(yīng)的專項(xiàng)設(shè)備檢修，可將設(shè)備安全隱患消除在萌芽狀態(tài)，從而確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

3、GIS設(shè)備的參量分析

從設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果中可分析，若 GIS設(shè)備耐壓強(qiáng)度的降低，即設(shè)備中的 SF6氣體密度也隨之降低;其次，從氣體含水量（微水試驗(yàn)）結(jié)果（大于 150ppm）中，設(shè)備發(fā)生泄漏（如：密封不嚴(yán)、逆止閥閥芯損壞等情況），從而氣體含水量超標(biāo)（微水試驗(yàn)）。當(dāng)氣體含水量超標(biāo)（微水試驗(yàn)）大于 150ppm，小于 1000ppm需要縮短試驗(yàn)周期（半年或三個(gè)月），若氣體含水量超標(biāo)（微水試驗(yàn)）大于 1000ppm，就需要立即進(jìn)行處理，因?yàn)檫@不僅關(guān)系到設(shè)備的問題，更重要的是有可能嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行;

GIS設(shè)備中斷路器（開關(guān)）的導(dǎo)電回路的測(cè)量，是進(jìn)行設(shè)備檢修、安裝及設(shè)備驗(yàn)收的必須項(xiàng)目。因?yàn)閿嗦菲鳎ㄩ_關(guān)）導(dǎo)電回路之間的接觸電阻直接決定斷路器（開關(guān)）的回路電阻測(cè)量數(shù)值。因?yàn)槠鋽?shù)值的高低，直接與短路電流切斷能力的高低直接掛鉤。若斷路器（開關(guān)）試驗(yàn)回路電阻大，說明斷路器（開關(guān)）內(nèi)部設(shè)備隱患，引致設(shè)備內(nèi)部過熱，從而加速設(shè)備的氧化，若是設(shè)備內(nèi)部氧化嚴(yán)重，嚴(yán)重會(huì)使斷路器（開關(guān)）燒毀;

GIS設(shè)備中斷路器（開關(guān)）及隔離開關(guān)的操作次數(shù)及儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。通過日常巡視記錄及變電站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)報(bào)文，采用定量采集及取樣分析，能夠有效發(fā)現(xiàn)液壓操作機(jī)構(gòu)頻繁打壓、泄壓及彈簧操作機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電源消失等缺陷;

紅外測(cè)溫及成像。除了日常的巡視外，對(duì)負(fù)荷高居不下的情況，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫通過及成像，特別是出線套管的接觸部分、動(dòng)、靜觸頭接觸部分（斷路器），隔離開關(guān)接觸部分等，都需要密切注意。

4、GIS設(shè)備的檢修內(nèi)容及流程步驟

4.1GIS設(shè)備檢修內(nèi)容

對(duì)于 GIS設(shè)備的檢修無非分為三種，巡視檢修、臨時(shí)檢修和定期檢修，這三種檢修方式構(gòu)成了 GIS設(shè)備的檢修內(nèi)容。①巡視檢修即安排固定人員對(duì)于設(shè)備進(jìn)行常規(guī)的檢查，對(duì)于一些常見的問題進(jìn)行巡視式的維修，對(duì)于一些 GIS設(shè)備出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行有效解決;②定期檢修也就是通過對(duì)于GIS設(shè)備進(jìn)行有效了解，同時(shí)根據(jù)企業(yè)具體情況，對(duì)于 GIS設(shè)備進(jìn)行定期檢修，一般情況下，檢修時(shí)間應(yīng)該選擇不影響生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)保證 GIS設(shè)備的正常運(yùn)行。③臨時(shí)檢修也就是在 GIS設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，進(jìn)行臨時(shí)故障搶修。

任何一個(gè)時(shí)間段的檢修方式都應(yīng)該做到對(duì)于 GIS設(shè)備的檢修技術(shù)了然在心，并且對(duì)于 GIS設(shè)備進(jìn)行有效的檢修方式，針對(duì) GIS設(shè)備出現(xiàn)的不同問題進(jìn)行不同針對(duì)的了解，按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行有序工作，如果 GIS設(shè)備出現(xiàn)一些較為嚴(yán)重的問題，甚至可以進(jìn)行返廠修理等。

4.2GIS設(shè)備檢修技術(shù)的主要流程

GIS設(shè)備的檢修過程有著明確的相關(guān)流程。對(duì)于 GIS設(shè)備而言，遵照相關(guān)工作流程進(jìn)行檢修，才能真正保證整個(gè)檢修過程的全面和到位。通常情況下 GIS設(shè)備檢修工作的風(fēng)險(xiǎn)性相對(duì)較小。對(duì)于現(xiàn)代 GIS設(shè)備檢修而言，更應(yīng)該注意的便是對(duì)于檢修人員的安全性進(jìn)行保證，在保證人身安全的前提下進(jìn)行，通過回收裝置進(jìn)行 GIS設(shè)備內(nèi) SF6氣體的回收，檢修完成后，將氣體重新注入 GIS設(shè)備內(nèi)。

5、GIS設(shè)備檢測(cè)及維護(hù)技術(shù)應(yīng)用

5.1超聲波局部放電法

超聲波檢測(cè)法是在設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，利用激發(fā)出的超高頻電磁波信號(hào)，產(chǎn)生壓力波，再形成超聲波脈沖。該超聲波的波長比較長，且方向性強(qiáng)，能量集中。超聲波局部放電檢測(cè)就是在超聲波傳感器收到信號(hào)時(shí)，診斷是否產(chǎn)生了局部放電現(xiàn)象。超聲波檢測(cè)的設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)相對(duì)成熟，且能進(jìn)行帶電測(cè)量。且超聲波信號(hào)對(duì)電場(chǎng)的抗干擾能力較強(qiáng)，因此對(duì)設(shè)備缺陷的定位能達(dá)到非常精確的程度。

5.2超高頻局部放電法

GIS內(nèi)部的局部放電會(huì)產(chǎn)生超高頻電磁波信號(hào)。超高頻波檢測(cè)是 GIS內(nèi)的超高頻傳感器測(cè)量產(chǎn)生的超高電磁波信號(hào)，傳輸、放大后傳給計(jì)算機(jī)和測(cè)試儀，進(jìn)而研究分析得到不同絕緣缺陷的特征頻譜。超高頻波檢測(cè)的設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)相對(duì)成熟，且可以在不受其它設(shè)備的影響下，不改變運(yùn)行方式，進(jìn)行帶電測(cè)量，昀終實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。該檢測(cè)方法能進(jìn)行大范圍測(cè)量且能實(shí)現(xiàn)快速的初定位。

6、結(jié)語

綜上所述，當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使電力負(fù)荷在急劇增長的同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和供電質(zhì)量的要求越來越高。因此，需要相關(guān)工作人員在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于 GIS設(shè)備的故障問題進(jìn)行全面總結(jié)，積極開展?fàn)顟B(tài)評(píng)估，大力運(yùn)用帶電檢測(cè)技術(shù)，充分了解 GIS設(shè)備優(yōu)劣，掌握相關(guān)檢修技術(shù)，也只有這樣，GIS設(shè)備才會(huì)真正成為現(xiàn)代供電系統(tǒng)的主流。

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