淺談變電站GIS設(shè)備故障及檢測(cè)方法

周愛(ài)良

摘 要：對(duì)于變電站GIS設(shè)備使用一定時(shí)間后，定然會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，本文主要針對(duì)這些問(wèn)題的故障診斷發(fā)方法進(jìn)行了有簡(jiǎn)單的介紹。旨在讓相關(guān)工作人員能有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，保證相關(guān)工作高效有序地展開(kāi)。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設(shè)備;故障診斷

隨著近些年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，人們生活方式逐漸向便利化方向發(fā)展，也越來(lái)越依靠于電能進(jìn)行各種生產(chǎn)生活，對(duì)電力的需求量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)。這種現(xiàn)象要求我們必須不斷完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保障用電的安全性，電力的故障診斷與維護(hù)便是其中不可漏掉、不能忽視的重要環(huán)節(jié)。GIS設(shè)備是變電站中非常重要的裝置，在變電站中發(fā)揮的作用是不可替代的。當(dāng)代科技的發(fā)展為變電站GIS設(shè)備的故障診斷與維護(hù)提供了更有效、更方便的手段。

1 介紹GIS設(shè)備

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡(jiǎn)稱。GIS由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的六氟化硫（SF6）絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。運(yùn)用的是SF6氣體作為介質(zhì)，滅弧能力和絕緣性都非常卓越。主要的優(yōu)點(diǎn)還有占地面積不大，節(jié)約土地資源和減少土地方面資金的投入;且不容易受外界影響，比如污染和潮氣;施工的時(shí)間短，工作任務(wù)少。

2 GIS設(shè)備的故障診斷方法

GIS設(shè)備本身在使用方面有著很多優(yōu)點(diǎn)，但GIS的內(nèi)部空間極為有限，工作場(chǎng)強(qiáng)很高，且絕緣裕度相對(duì)較小;GIS內(nèi)部，一旦出現(xiàn)絕緣缺陷，極易造成設(shè)備故障，引起的停電時(shí)間較長(zhǎng)，檢修費(fèi)用也很高;所以需要工作人員及時(shí)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.1 GIS設(shè)備局部放電故障的檢測(cè)

在GIS的各種故障中，局放故障常常是最受關(guān)注的，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部擊穿放電的后果通常十分嚴(yán)重。常見(jiàn)的局放故障有：

（1）金屬顆粒。不同形狀和材質(zhì)的金屬顆粒，來(lái)自零部件加工、制造、裝配、運(yùn)輸和運(yùn)行的操作和滅火過(guò)程中。金屬顆粒在電場(chǎng)中的現(xiàn)象比較復(fù)雜，如處于外殼內(nèi)部底部的金屬細(xì)絲，在電場(chǎng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，金屬絲會(huì)站立并各處游動(dòng)。電場(chǎng)強(qiáng)度再增加時(shí)，金屬絲會(huì)騰空躍起，當(dāng)下墜到設(shè)備底部時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部放電。當(dāng)電場(chǎng)再加強(qiáng)時(shí)，金屬絲會(huì)跨越氣體間隙，此時(shí)會(huì)引發(fā)擊穿，金屬顆粒故障，常認(rèn)為是最常見(jiàn)的故障

（2）懸浮電位導(dǎo)體。一些金屬零部件的固定不牢固，會(huì)造成浮電位導(dǎo)體。

（3）固體絕緣材料的內(nèi)部缺陷。如絕緣子在澆注制造過(guò)程中由于制造工藝等原因存在的空穴缺陷。

（4）導(dǎo)體和接地電極上的凸起和毛刺。這些缺陷會(huì)造成電廠嚴(yán)重集中，導(dǎo)致?lián)舸┓烹?/p>

（5）觸頭嚴(yán)重接觸不良。觸頭嚴(yán)重接觸不良，會(huì)導(dǎo)致短弧以致發(fā)展成長(zhǎng)弧，造成介質(zhì)擊穿放電。

（6）混入設(shè)備的各種有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的異物。如工作人員不慎遺留物品、小動(dòng)物和一些輕質(zhì)的漂浮物等。

一般認(rèn)為約有60%的絕緣故障可以通過(guò)局部放電檢測(cè)，立即或經(jīng)過(guò)一段發(fā)展時(shí)期后發(fā)現(xiàn)。

診斷GIS局放的方法從原理上看可有聲光化電眾多方法，具體有：

（1）光學(xué)法。應(yīng)用光纖通入設(shè)備檢測(cè)局部放電的光，顯然這種方法有明顯使區(qū)等缺點(diǎn)。

（2）化學(xué)法。應(yīng)用儀器檢測(cè)氣體中的放電分解物，這種方法比較復(fù)雜，而且實(shí)時(shí)性較差。

（3）聲學(xué)法。當(dāng)前應(yīng)用較為普遍。

（4）電學(xué)法。當(dāng)前應(yīng)用相當(dāng)普遍。

2.2六氟化硫（SF6）氣體故障

（1）氣體泄漏

GIS設(shè)備應(yīng)用的六氟化硫（SF6）氣體泄漏直接影響設(shè)備的絕緣和滅弧性能。GIS氣體泄漏時(shí)，氣體壓力會(huì)下降，但不能用壓力表來(lái)監(jiān)測(cè)氣體泄漏的情況，因?yàn)橹車h(huán)境溫度的變化、陽(yáng)光暴曬和設(shè)備發(fā)熱都會(huì)引起氣體溫度的變化，從而也影響氣體的壓力。所以只能裝設(shè)密度繼電器，根據(jù)氣體的狀態(tài)方程可以將測(cè)到的壓力和溫度轉(zhuǎn)換為氣體密度。

激光攝像式SF6氣體檢測(cè)儀，該儀器應(yīng)用SF6氣體可阻斷激光路徑的原理，對(duì)GIS設(shè)備作30米以內(nèi)的氣體泄漏檢測(cè)。

鹵素檢測(cè)儀，該類儀器可用于檢測(cè)所有鹵素氣體泄漏的儀器。

（2）微水超標(biāo)

六氟化硫氣體中的，微量水分雖然對(duì)六氟化硫氣體本身絕育強(qiáng)度影響不大，但斷路器內(nèi)部的固體絕緣件，表面凝露時(shí)會(huì)大大降低閃絡(luò)電壓。同時(shí)六氟化硫氣體中的微量水分會(huì)參與在電弧作用下，六氟化硫氣體的分解反應(yīng)，生成腐蝕性很強(qiáng)的氟化氫等分解物，他們對(duì)六氟化硫斷路器內(nèi)部零部件有腐蝕作用，會(huì)降低絕緣件的絕緣電阻和破壞金屬件表面的鍍層，使產(chǎn)品受到嚴(yán)重的損害，六氟化硫氣體中的微量水分含量越大，這種損害就越大。

檢測(cè)SF6氣體中微量水份的主要方法有：

質(zhì)量法：將一定體積的SF6氣體通過(guò)高酸鎂作干燥劑的配橫試管中，通過(guò)干燥劑吸收水分后試管總質(zhì)量的增加得到氣體中的水分含量。

電解法：氣樣流經(jīng)一個(gè)具特殊結(jié)構(gòu)的電解池時(shí)，其中的水蒸氣被池內(nèi)作為吸濕劑的 P2O5膜層吸收、電解。當(dāng)吸收和電解過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)，電解電流正比于氣樣中的 水蒸氣含量，這樣可通過(guò)測(cè)量電解電流得知?dú)鈽拥暮俊?/p>

露點(diǎn)法：被測(cè)氣體通過(guò)一個(gè)密封池中的金屬鏡面，控制鏡面溫度，當(dāng)溫度低于被試氣體中水針器飽和濕度時(shí)，水蒸氣結(jié)露，測(cè)得鏡面溫度即為露點(diǎn)，通過(guò)露點(diǎn)和氣體水份含量換算公式即可得到氣體中的含水量。

阻容法：當(dāng)被測(cè)氣體通過(guò)電子濕度儀的傳感器時(shí)，氣體濕度的變化引起傳感器電阻、電容量的改變，從而測(cè)得氣體濕度值。

4結(jié)束語(yǔ)

GIS設(shè)備在變電站中發(fā)揮著重要的作用，但是不能忽視對(duì)其日常的維護(hù)和檢修。通過(guò)本文的介紹，希望能對(duì)GIS設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的認(rèn)知，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，保證變電站的正常工作，并且保證工作過(guò)程中的安全性。由于時(shí)代的發(fā)展，對(duì)GIS設(shè)備的檢測(cè)手段在未來(lái)勢(shì)必會(huì)得到升級(jí)。檢查的工作人員依然要牢記提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)完成工作。保障變電站中GIS設(shè)備安全運(yùn)行。

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