GIS組合電器設(shè)備受潮故障分析

楊海東，李傳金，唐東升

[摘? ? 要]? 在GIS變電站的設(shè)備端子箱以及機(jī)構(gòu)箱部位，最常見的故障現(xiàn)象就是設(shè)備受潮，并且隨著使用年限的增加，受潮程度將會(huì)更加嚴(yán)重。文章結(jié)合以往運(yùn)行檢修方案，針對(duì)設(shè)備的材料、設(shè)計(jì)與安裝工藝、結(jié)構(gòu)等方面展開研究，將為后期工作良好開展奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]GIS;電器設(shè)備;受潮;分析研究

[中圖分類號(hào)]T458 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）12–0–02

Analysis of Moisture Failure of GIS Combined Electrical Equipment

Yang Hai-dong，Li Chuan-jin，Tang Dong-sheng

[Abstract]In the equipment terminal box and mechanism box of GIS substation， the most common failure phenomenon is that the equipment is damp， and as the service life increases， the degree of dampness will become more serious. Based on this， the article combines the previous operation and maintenance schemes， conducts research on the material， design and installation process， structure of the equipment， analyzes the common GIS equipment damp conditions， and then proposes relevant countermeasures for the later stage. The work is well developed and the foundation is laid.

[Keywords]GIS; electrical equipment; damp; analysis and research

在變電站中，GIS設(shè)備因其安裝方便且維護(hù)工作量少、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用。GIS設(shè)備大部分是安裝于戶外環(huán)境的，由于露天的雨雪、露水等出現(xiàn)的潮氣，無法進(jìn)行有效的控制。在檢修過程中，發(fā)現(xiàn)此環(huán)境中的設(shè)備受潮現(xiàn)象最為嚴(yán)重。當(dāng)GIS設(shè)備受潮后：一方面會(huì)使設(shè)備內(nèi)部的零部件出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)運(yùn)行卡澀;另一方面還會(huì)使設(shè)備的絕緣性能下降，直接出現(xiàn)直流接地的現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)將直接影響設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，在日常工作中，應(yīng)該針對(duì)此方面展開充分的重視，將其中出現(xiàn)的問題進(jìn)行積極的研究與探討，以期能夠采取有效的措施加以應(yīng)對(duì)，提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。

1 GIS設(shè)備受潮原因分析

變電站中GIS組合設(shè)備中容易出現(xiàn)受潮現(xiàn)象的是隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱、斷路器機(jī)構(gòu)箱、避雷器放電計(jì)數(shù)器連接盒、電流互感器端子箱，而引起受潮現(xiàn)象的主要有以下幾內(nèi)容：①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造工藝不合格，導(dǎo)致使用中密封不嚴(yán)密。②設(shè)備的密封條材質(zhì)不合格，無法實(shí)現(xiàn)密封。③安裝過程中工藝不合格和后期維護(hù)工作不及時(shí)，或者是加熱器長時(shí)間未運(yùn)行。

1.1 斷路器機(jī)構(gòu)箱

110 kV的斷路器機(jī)構(gòu)箱被設(shè)置于GIS設(shè)備的最上端位置，而220 kV的斷路器機(jī)構(gòu)箱一般均安裝于設(shè)備的底部，縱觀整個(gè)布局結(jié)構(gòu)，位于頂部的110 kV斷路器機(jī)構(gòu)箱更容易出現(xiàn)受潮，因?yàn)槲挥陧敳课恢?，更容易受到雨水等的侵蝕。

案例分析：如圖1所示，某110 kV的GIS斷路器機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸內(nèi)部存在大量的積水。

分析發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)生雨水堆積的主要原因有以下兩方面原因：①機(jī)構(gòu)箱與蓋板之間并未安置密封圈，兩者之間硬接觸，導(dǎo)致遮蓋效果不佳。②機(jī)構(gòu)箱與蓋板的接觸部位被打上了密封膠，年久未換導(dǎo)致密封效果下降，雨水會(huì)沿著機(jī)構(gòu)箱與蓋板的貼合面滲透進(jìn)傳動(dòng)軸內(nèi)部，軸下部的密封是嚴(yán)實(shí)的，雨水積聚在內(nèi)部長時(shí)間無法排出。

1.2 隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱

母線側(cè)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱安裝于母線上方位置，以水平分布狀態(tài)放置，而出側(cè)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)則安裝于隔離開關(guān)的側(cè)面位置，以垂直狀態(tài)放置。分析兩種放置方式，發(fā)現(xiàn)其在日常工作中易受潮。

案例分析：一旦出現(xiàn)110 kV的GIS隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱設(shè)備受潮現(xiàn)象，展開設(shè)備操作時(shí)，很容易出現(xiàn)卡澀的現(xiàn)象，如圖2所示。

分析原因：進(jìn)行受潮原因分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其存在以下幾種情況，隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱中，其密封結(jié)構(gòu)主要是借助螺絲緊固實(shí)現(xiàn)的，緊固程度完全取決于螺絲的密集程度，操作起來把控不佳;此外，還存在金屬板的切合程度不佳以及邊封所使用的膠圈失效的現(xiàn)象;箱體內(nèi)部未安裝呼吸孔以及加熱器等設(shè)備，無法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)除濕。當(dāng)水霧氣經(jīng)過密封層流向機(jī)構(gòu)體內(nèi)部時(shí)，會(huì)流向轉(zhuǎn)動(dòng)軸最底部，水汽長時(shí)間的積聚會(huì)將軸承銹蝕，進(jìn)而出現(xiàn)卡澀的現(xiàn)象。

1.3 電流互感器端子箱

在針對(duì)GIS設(shè)備中的電流互感器端子箱的檢修中，不會(huì)經(jīng)常開蓋檢修，因此其存在的滲水受潮現(xiàn)象便很容易被忽視。如果針對(duì)箱體進(jìn)行開蓋檢查時(shí)，還存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理以及安裝工藝存在問題等現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致滲水現(xiàn)象加劇。

設(shè)備管理與改造案例：在該110 kV的GIS電流互感器二次接線盒部位-端子箱內(nèi)部，存在大量的積水，如圖3所示。

滲水原因分析：該設(shè)備的電流互感器端子箱以測(cè)斜的形式被安裝在GIS的筒壁位置上，其封蓋主要是卡扣密封形式，開口向上;封蓋與端子箱之間的密封是靠密封條實(shí)現(xiàn)的;發(fā)現(xiàn)封蓋上方有雨水沖刷的痕跡，并且由于電流互感器端子箱被傾斜安裝，雨水容易積聚在封蓋的卡扣處長時(shí)間無法分散，久而久之被滲進(jìn)端子箱內(nèi)部，被雨水長時(shí)間浸泡的密封膠條，會(huì)加速其老化速度，導(dǎo)致雨水滲入的程度增大。

1.4 避雷器放電計(jì)數(shù)器接線盒

與電流互感端子箱相同的是，GIS避雷器放電計(jì)數(shù)器的日常檢修過程中，很少打開蓋子進(jìn)行全面檢修工作，只有設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重問題時(shí)，才開蓋維修。

案例分析：實(shí)際工作中，當(dāng)運(yùn)維人員巡視至該工作區(qū)域時(shí)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域110 kV的GIS母線避雷針的放電計(jì)數(shù)器的三相泄露電流均呈現(xiàn)0值，安排檢修人員進(jìn)行問題排查時(shí)發(fā)現(xiàn)，接線盒內(nèi)部積聚了大量的水分，其內(nèi)部的部分閥塊出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象。

分析其主要受潮原因：介于避雷針的放電技術(shù)盒的安裝是以傾斜角度呈現(xiàn)的，雨水落下時(shí)會(huì)沿著GIS避雷針二次引線流入接線盒內(nèi)部，由于接線盒自身的密封性較為良好，因此雨水會(huì)長期積聚在此。

2 處理措施

GIS（Gas Insulated Switchgear）組合電器有安裝體積小、安全性能好、可靠性高、檢修周期長等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于國內(nèi)輸變電工程中。GIS設(shè)備是將各組成元件按接線要求，依次連接成一個(gè)整體。其中的高壓帶電部位密封于接地金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以絕緣性能良好的SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。組成元件一般包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、母線、避雷器等。

2.1 受潮不嚴(yán)重

針對(duì)機(jī)構(gòu)箱受潮不影響其正常運(yùn)行的主要措施如下：①將箱體內(nèi)部的機(jī)構(gòu)的密封圈以及銹蝕痕跡進(jìn)行完全清理，然后更換新的密封圈，隨后在機(jī)構(gòu)箱的頂部安裝防雨罩。②針對(duì)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行后期的改造工作，將排氣孔以及加熱器等設(shè)備進(jìn)行安裝。

2.2 受潮嚴(yán)重

針對(duì)機(jī)構(gòu)箱受潮嚴(yán)重影響正常運(yùn)行的，主要措施如下：將所有的初除潮裝置進(jìn)行更換與安裝，利用航空插頭代替二次接線，在機(jī)箱的外沿部位加裝凹槽，確保加裝的密封凹槽在機(jī)構(gòu)箱的固定螺栓內(nèi)側(cè)部位安裝。

2.3 端子箱以及接線盒

如果在GIS設(shè)備中存在接線盒以及端子箱密封不嚴(yán)實(shí)，需要將密封面全面清理干凈，然后重新涂抹密封膠進(jìn)行密封，隨后針對(duì)設(shè)備安裝防雨罩。如果部分結(jié)構(gòu)不合理的，無法加裝防雨罩，應(yīng)該及時(shí)與廠家聯(lián)系，進(jìn)行解決。在GIS設(shè)備受潮過程中，其檢修工作應(yīng)該體現(xiàn)出以下幾點(diǎn)：①針對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的設(shè)備，需要聯(lián)系常見進(jìn)行防雨罩設(shè)計(jì)，針對(duì)端子箱以及機(jī)構(gòu)箱等設(shè)備均設(shè)置防雨罩并全數(shù)安裝，隨后進(jìn)一步完善密封結(jié)構(gòu)。②針對(duì)所有的設(shè)計(jì)以及安裝工作，展開其質(zhì)量監(jiān)控措施，隨后展開建造力度的增強(qiáng)。設(shè)備選用時(shí)，防水性強(qiáng)、除潮加熱性能佳的設(shè)備為首選。③在工作過程中，應(yīng)該不斷加強(qiáng)操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，使工藝安裝水平得以全面提升。

本次GIS組合電器故障存在以下因素：材質(zhì)選擇不佳，對(duì)于高場強(qiáng)使用的層壓絕緣件應(yīng)采用表觀密度大的材料;絕緣件現(xiàn)場保管不當(dāng)，對(duì)于長期存放的絕緣件應(yīng)采用充油保管，防止受潮;現(xiàn)場安裝工藝控制不嚴(yán)，對(duì)于高場強(qiáng)區(qū)安裝的絕緣件應(yīng)采用真空注油工藝。結(jié)合以上分析，提出現(xiàn)場處理意見如下。

（1）采用表觀密度較高的C4B型層壓木 ，有效提高絕緣件的電氣強(qiáng)度。

（2）成型的絕緣件充分干燥后進(jìn)行真空注油浸漬48 h，采用帶油運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)抵現(xiàn)場，防止絕緣油從絕緣件中析出。

（3）對(duì)現(xiàn)場三相出線裝置絕緣件進(jìn)行更換，有效控制絕緣件露空時(shí)間，安裝完成后對(duì)出線裝置倉抽真空，殘壓不低于133 Pa，持續(xù)時(shí)間24 h。

3 結(jié)束語

在對(duì)GIS組合設(shè)備的受潮情況展開分析研究后，將可能引發(fā)的事故危害進(jìn)一步明晰，在此基礎(chǔ)上，有助于我們進(jìn)一步開展后期設(shè)備的維護(hù)與管理工作。在實(shí)際的設(shè)備管理工作中，需要在針對(duì)各種設(shè)備展開定期的巡視與檢查工作，評(píng)價(jià)其工作質(zhì)量，按時(shí)將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行抄錄，以獲取其詳細(xì)的動(dòng)作次數(shù)以及檢測(cè)儀器詳細(xì)數(shù)據(jù)，隨后還需要嚴(yán)格按照要求，對(duì)其展開溫度保障。隨之，還要堅(jiān)持實(shí)施不停電測(cè)試工作，在要求下實(shí)施電流的不泄漏檢測(cè)，隨后將其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)記錄，一旦有異?，F(xiàn)象可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)處理。面對(duì)事故發(fā)生，最有效的應(yīng)對(duì)措施便是能夠防患于未然。需要所選設(shè)備展開去全面對(duì)比，運(yùn)行時(shí)間超過10年以上，各廠家做好詳細(xì)的安全排查工作，并專項(xiàng)開展測(cè)試數(shù)據(jù)分析，形成專題分析報(bào)告。

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