姚兆民

（山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030032）

隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，GIS組合電器以占地面積小、可靠性高、安全性好、安裝周期短、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中使用日趨增多。由于GIS設(shè)備是全封閉的，所有帶電部分均在金屬外殼內(nèi)，其絕緣性能不受外界環(huán)境的影響，造成其在運(yùn)行過(guò)程中如果內(nèi)部發(fā)生異?；蚬收?，僅通過(guò)運(yùn)行人員的日常巡視是很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)的,而定期對(duì)設(shè)備的周期試驗(yàn)也存在及時(shí)性問(wèn)題，設(shè)備運(yùn)行中也應(yīng)盡可能避免為了檢查目的而分解設(shè)備，以保證不會(huì)由于水份、灰塵等影響而損害GIS設(shè)備的運(yùn)行性能。通過(guò)發(fā)展外部診斷、監(jiān)視法可減小不必要的拆卸檢修工作量，從外部進(jìn)行各種測(cè)量，可監(jiān)視、診斷其內(nèi)部狀態(tài)及性能的好壞。因此，GIS設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)手段也需要不斷完善。

1 GIS（HGIS）設(shè)備運(yùn)行中常見故障及原因

1.1 SF6氣室漏氣

SF6氣室漏氣是較常見的故障，約占整個(gè)故障的40%左右，發(fā)生漏氣以后需要補(bǔ)氣以保證正常工作壓力。漏氣嚴(yán)重的將造成設(shè)備被迫停運(yùn)，如處理不及時(shí)可能引發(fā)設(shè)備內(nèi)部放電，造成故障處理范圍和難度增大。

這類故障通常發(fā)生在設(shè)備密封連接部位、焊接點(diǎn)以及管路的接頭處，主要原因是由于密封墊老化、焊縫出現(xiàn)砂眼、安裝過(guò)程工藝不精細(xì)、接頭附件質(zhì)量不過(guò)關(guān)等引起。

1.2 SF6氣體微水超標(biāo)

SF6氣體含水量太高易引起絕緣子或其他絕緣件內(nèi)部閃絡(luò)。

這類故障通常與氣體泄漏有密切關(guān)系，在氣體向外泄漏的同時(shí)，外部的水分也向氣室內(nèi)部滲透，導(dǎo)致SF6氣體含水量增高。

1.3 內(nèi)部放電

運(yùn)行過(guò)程中的GIS設(shè)備內(nèi)部放電可能導(dǎo)致絕緣擊穿閃絡(luò)、內(nèi)部接地短路、部件過(guò)熱等，造成設(shè)備損壞。

這類故障的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體表面存在毛刺等突出物、固體絕緣材料內(nèi)部存在氣泡等缺陷（見圖1）、制造過(guò)程中環(huán)境差導(dǎo)致GIS內(nèi)部不清潔有殘雜物、裝配不精細(xì)、安裝過(guò)程中不遵守工藝規(guī)范、運(yùn)輸中的意外碰撞和絕緣件質(zhì)量低劣等原因引起。

圖1 內(nèi)部缺陷示意圖

1.4 基礎(chǔ)下沉及母線筒本體位移

設(shè)備本體發(fā)生位移超過(guò)限度會(huì)導(dǎo)致設(shè)備外殼連接處變形，發(fā)生漏氣或內(nèi)部接頭接觸松動(dòng)等故障。

這類故障主要是由于設(shè)備基礎(chǔ)下陷變形、伸縮節(jié)固定螺栓調(diào)整余度不合理、設(shè)備安裝地環(huán)境溫差變化較大等原因引起。

1.5 斷路器機(jī)構(gòu)滲漏油或打壓頻繁等其他故障

機(jī)構(gòu)壓力嚴(yán)重降低會(huì)導(dǎo)致斷路器分合閘閉鎖，必要時(shí)需采取緊急停運(yùn)措施處理。

這類故障大多是由于機(jī)構(gòu)密封圈老化、安裝位置偏移或儲(chǔ)壓筒漏氮等原因引起。

2 目前設(shè)備異常監(jiān)控及判斷手段

2.1 加強(qiáng)運(yùn)行人員巡視

通過(guò)運(yùn)行值班人員的例行巡視，對(duì)設(shè)備外觀檢查、SF6氣體壓力觀測(cè)、測(cè)溫檢查發(fā)熱點(diǎn)以及有無(wú)明顯放電等異常聲響進(jìn)行日常監(jiān)控。通過(guò)人員的巡視可以發(fā)現(xiàn)一些能看到或聽到的明顯異?，F(xiàn)象，但對(duì)設(shè)備內(nèi)部輕微放電、氣體微水變化以及輕微漏氣等變化比較緩慢的故障隱患，卻無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和有效判斷。

2.2 定期進(jìn)行例行試驗(yàn)和檢修

GIS設(shè)備運(yùn)行中定期進(jìn)行SF6氣體微水檢測(cè)、氣體成分檢測(cè)、局部放電檢測(cè)等試驗(yàn)，一般為一年一次。GIS設(shè)備的小修周期一般為3~5年，大修一般為8~10年，部分設(shè)備檢修試驗(yàn)，如回路電阻測(cè)試等只有在停電檢修時(shí)才可以做。異常的判斷要依靠定期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)判別。因此，隱性故障還是難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障加劇和擴(kuò)大的幾率增大。

3 各類異常及故障在線監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用

3.1 SF6氣體密度壓力、微水在線監(jiān)測(cè)

采用一體化的GIS氣體密度壓力及微水采集裝置（見圖2）是設(shè)備在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)的有效手段。對(duì)GIS系統(tǒng)中各氣室的SF6氣體進(jìn)行壓力、溫度、微水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)就地采集與處理，同時(shí)遠(yuǎn)傳上報(bào)密度、壓力、溫度及微水含量信息，并進(jìn)行超限報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)SF6氣體密度、微水進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及歷史數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)手段，更好地保證設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，如圖3所示。

圖2 密度微水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 密度微水監(jiān)測(cè)應(yīng)用實(shí)例圖

3.2 內(nèi)部放電故障的前期監(jiān)測(cè)

GIS內(nèi)部放電會(huì)發(fā)出不正常的聲音、振動(dòng)，產(chǎn)生的放電電荷和聲波，也會(huì)通過(guò)SF6氣體和外殼傳出具有某些特征的聲音。

可采用超高頻（UHF）檢測(cè)與振動(dòng)檢測(cè)相結(jié)合進(jìn)行設(shè)備內(nèi)部放電的在線監(jiān)測(cè)。超高頻（UHF）檢測(cè)是通過(guò)外置式UHF傳感器，定向接收從盆式絕緣子或套管法蘭縫隙輻射出來(lái)的超高頻電磁波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電缺陷的檢測(cè)和定位。振動(dòng)檢測(cè)是在GIS設(shè)備外壁安裝振動(dòng)加速度表，用于檢測(cè)局部放電引起的振動(dòng)，判斷局部放電情況。局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。監(jiān)測(cè)裝置安裝在GIS本體上（見圖5），可完成放電信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理分析、超標(biāo)報(bào)警等，將多臺(tái)監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)通過(guò)一條通訊電纜傳輸?shù)礁浇募貑卧?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程掌握GIS運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 設(shè)備本體位移監(jiān)測(cè)

采用位移傳感器監(jiān)測(cè)GIS設(shè)備整體位移變化。位移傳感器通過(guò)電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電阻或電壓輸出。將傳感器安裝在GIS設(shè)備本體每個(gè)伸縮節(jié)上，實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)，并將變化數(shù)值進(jìn)行遠(yuǎn)傳，當(dāng)位移大于規(guī)程要求時(shí)，可實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警。

3.4 其他監(jiān)測(cè)手段

圖4 局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖5 局放在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用實(shí)例圖

運(yùn)行人員或檢修人員按周期對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用紅外成像儀對(duì)設(shè)備整體各部位進(jìn)行測(cè)溫檢查，重點(diǎn)對(duì)斷路器操作機(jī)構(gòu)檢查完好，同時(shí)對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境等方面存在的隱患進(jìn)行檢查處理。

4 監(jiān)測(cè)應(yīng)用過(guò)程注意事項(xiàng)

①各類在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中可能存在故障或損壞，應(yīng)通過(guò)數(shù)據(jù)觀察和分析，再通過(guò)定期試驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)比，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換故障設(shè)備，確保裝置系統(tǒng)有效運(yùn)行。②加強(qiáng)設(shè)備檢修工作，規(guī)范GIS設(shè)備檢修流程，嚴(yán)格按檢修工藝要求開展檢修工作。利用停電機(jī)會(huì)定期對(duì)斷路器操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)檢修。③建立GIS設(shè)備各類運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄臺(tái)帳，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析培訓(xùn)，采用數(shù)據(jù)縱橫對(duì)比分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)變化的掌握。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著500 kV變電站無(wú)人值班管理模式的推進(jìn)，設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用的重要性逐步凸顯。目前，500 kVGIS設(shè)備各類在線監(jiān)測(cè)手段的應(yīng)用僅體現(xiàn)在局部監(jiān)測(cè)功能的應(yīng)用，沒(méi)有一個(gè)完整的應(yīng)用規(guī)范，這需要在設(shè)備運(yùn)行管理過(guò)程中逐步探索和積累經(jīng)驗(yàn)。

[1]張?jiān)?GIS運(yùn)行中常見故障分析及處理方法[J].冶金動(dòng)力,2004（1）.

[2]邱毓昌.用特高頻法對(duì)GIS絕緣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)[J].高壓電器,1997（4）.