謝俊鋒

摘要：本文主要對變電站中GIS 設(shè)備的常見故障予以簡單分析，并提出相關(guān)的故障處理方式，對于其運(yùn)行安全穩(wěn)定性的提升具有積極的作用。

【關(guān)鍵詞】變電站 GIS 設(shè)備 故障 處理方式

變電站是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，保證其安全、穩(wěn)定運(yùn)行對于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行具有較大的影響。在變電站中要應(yīng)用到各種高壓配電裝置，其中應(yīng)用比較廣泛的就是GIS 設(shè)備，其不僅具有滅弧性能良好、絕緣性能好的特點(diǎn)，還具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，室外GIS 設(shè)備還具有防雨、防塵作用，這使得其在廣泛運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。但是GIS 設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中受到各種因素的影響，出現(xiàn)相關(guān)故障是難以完全避免的。

1 GIS設(shè)備概述

GIS是六氟化硫全封閉式組合電器的簡稱。這是一種在變電站運(yùn)行過程中非常常用的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其設(shè)備的外殼是無磁鑄鐵，鋁合金，不銹鋼等金屬，并且其內(nèi)部充有額定壓力的SF6氣體，使得其具有非常好的絕性能與滅弧性能。其主要的組成部分有：主母線，斷路器，隔離開關(guān)，接地開關(guān)，電流互感器，盆式絕緣子等。主母線的主要功能是匯集和分配母線電流；斷路器是GIS設(shè)備的核心元件，其中包括導(dǎo)電回路，絕緣結(jié)構(gòu)，開斷裝置，操作機(jī)構(gòu)等，其主要功能是：一旦設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，其會(huì)將主電路迅速切斷，能夠有效的防止因短路所導(dǎo)致的GIS外殼的爆炸；電流互感器的主要功能是：對主回路中的電流進(jìn)行有效的測量；電壓互感器的主要功能是：對母線的電壓進(jìn)行有效的測量盆式絕緣子的主要功能是固定母線，保持母線之間有效距離，并將母線分割成若干獨(dú)立氣室，縮小故障影響范圍，還減少設(shè)備故障時(shí)對其余獨(dú)立氣室設(shè)備的影響；GIS設(shè)備的接地與隔離開關(guān)的主要功能是：當(dāng)設(shè)備正常檢修或事故隔離時(shí)，保證檢修設(shè)備或事故隔離設(shè)備與帶電設(shè)備保持足夠的安全距離，并對檢修或事故隔離設(shè)備接地，保證人身安全。

2 變電站GIS設(shè)備常見故障

2..1變電站GIS設(shè)備中的常見故障

由于運(yùn)行過程中受到各種因素的影響，導(dǎo)致GIS 設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)各種各樣的故障是難以完全避免的。對其運(yùn)行過程中的各種故障進(jìn)行分類，主要可以劃分為常見故障與特有故障兩種類型。有統(tǒng)計(jì)研究顯示，GIS 設(shè)備的故障率大致為常規(guī)設(shè)備的五分之一到五分之二左右，并且常出現(xiàn)于設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行的第一年中。GIS 設(shè)備的操作機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、斷流器操作機(jī)構(gòu)等共同組成，該部分常見的故障有：因電動(dòng)合閘失靈或者是跳閘之后分閘不到位導(dǎo)致的大面積停電等。

2.2變電站GIS設(shè)備中的特有故障

GIS 設(shè)備中含有SF6氣體，對該氣體的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行簡單分析發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定，并且具有不燃、無色無味的特點(diǎn)，一旦壓力值達(dá)到0.29Mpa，其滅弧性能與絕緣性能非常的強(qiáng)，能夠達(dá)到空氣的一百倍。但是該氣體也具有自身的缺點(diǎn)，就是在受到電弧、火花及局部放電的影響時(shí)，其會(huì)分解成為對人體有毒害作用的氣體，如氟化氫、二氧化硫、四氟化碳等，這些氣體，對于人體健康具有交大的影響，對于人體的粘膜、皮膚及眼睛都很容易產(chǎn)生刺激作用，甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)頭暈、窒息甚至是死亡等嚴(yán)重癥狀。

另一方面，SF6泄露之后，氣體中的水分含量會(huì)上升明顯，容易出現(xiàn)由于氣體水分含量過大導(dǎo)致絕緣件或者是絕緣子的閃絡(luò)故障。由于內(nèi)部粉塵、絕緣件的質(zhì)量較差或者是運(yùn)輸碰撞等也會(huì)導(dǎo)致GIS內(nèi)出現(xiàn)局部放電故障，出現(xiàn)這種故障容易引起內(nèi)部電場的變化，最終引發(fā)絕緣故障；還有一種故障為接地/ 隔離開關(guān)、母線、互感器、斷路器等內(nèi)部元件出現(xiàn)故障損壞，調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，GIS 設(shè)備中最容易出現(xiàn)故障的元件是隔離開關(guān)與盆型絕緣子，該類故障占到了所有內(nèi)部元件故障發(fā)生率的一半以上，所以在日常的設(shè)備檢查及維護(hù)工作中，應(yīng)該重視這兩個(gè)元件的檢測。

閃絡(luò)與破裂是盆型絕緣子中常見的故障，在隔離開關(guān)中最常見的故障就是機(jī)械結(jié)構(gòu)的失靈，如分閘不到位、銹蝕等，另一方面，由于開關(guān)觸頭彈簧接觸不良等原因很容易導(dǎo)致導(dǎo)電回路中出現(xiàn)開裂、發(fā)熱異常或者是松動(dòng)。

3、故障原因分析

主要表現(xiàn)為這樣幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行。在其設(shè)計(jì)階段中，導(dǎo)致故障產(chǎn)生的最主要的原因是元件的絕緣裕度選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，例如：如果一些容易出現(xiàn)故障的絕緣子的使用場強(qiáng)參數(shù)的控制不合理，就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的故障。相關(guān)的實(shí)踐表明，應(yīng)該將環(huán)氧樹脂澆注絕緣子的場強(qiáng)控制在6KV/mm以內(nèi)，如果其設(shè)計(jì)參數(shù)超出該值，在使用初期可能不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)及局部放電現(xiàn)象，但是對著使用時(shí)間的增大，就很容易出現(xiàn)擊穿故障。其次，GIS 設(shè)備的生產(chǎn)制造階段屬于故障控制及產(chǎn)生的關(guān)鍵階段，在實(shí)際的設(shè)備制造過程中，一定要選擇能夠滿足質(zhì)量要求的原材料，并要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝流程實(shí)施操作，在設(shè)備的裝配過程中，如果進(jìn)行違規(guī)操作就很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)零件的漏裝、錯(cuò)裝以及配合不到位的現(xiàn)象，這就會(huì)直接影響到設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，容易導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)，另一方面，在設(shè)備的裝配過程中，一定要注意保持車間的清潔以及出廠之前的內(nèi)部清理工作，防止有金屬微粒、粉末以及其他的雜物遺留于GIS 設(shè)備中，引發(fā)設(shè)備故障；最后，在設(shè)備的運(yùn)行過程中，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的重要因素是雷擊或者是違規(guī)操作，這很有可能導(dǎo)致接地開關(guān)的損壞及外殼的閃絡(luò)。

4 故障處理方式

一旦在GIS設(shè)備中出現(xiàn)SF6 氣體泄露，首要工作是通過設(shè)在室內(nèi)底部的通風(fēng)口開展氣體的排泄，還應(yīng)該在室內(nèi)設(shè)置氣體泄露報(bào)警裝置及氧氣量測量儀，并要采取有效的措施防止氣體進(jìn)入到主控室中，對工作人員的生命安全造成威脅，并要嚴(yán)禁工作人員隨意進(jìn)入到GIS室中，所有工作人員在進(jìn)入GIS 工作室之前，需要穿戴好防護(hù)用品，并要先排風(fēng)15分鐘，在含氧量低于百分之十八的情況下，不能進(jìn)入到GIS 室中開展相關(guān)工作，尤其是不能在設(shè)置有防爆膜的附近停留，一旦SF6 氣體的含水量超出一定值，需要應(yīng)用氣體處理車實(shí)施過濾與干燥處理，當(dāng)氣體含水量或者是吸附劑的含水量過多時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用抽真空氮?dú)庵脫Q工藝，并要進(jìn)行吸附劑的更換，在處理其內(nèi)部的放電故障時(shí)，應(yīng)該對原材料的質(zhì)量予以嚴(yán)格控制，并要積極做好零部件的清潔與清理工作。

對于電壓互感器回路中出現(xiàn)的斷線故障，首先應(yīng)該依據(jù)相關(guān)規(guī)定退出繼電保護(hù)或者是自動(dòng)裝置，防止其出現(xiàn)誤動(dòng)作，如果發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷，應(yīng)該立即進(jìn)行更換，并查明其熔斷原因，并要檢查切換回路中是否存在接觸不良及所有接頭是否存在松動(dòng)、斷頭現(xiàn)象。

有研究表明，盆型絕緣子的故障率與其耐壓時(shí)間長短有密切的聯(lián)系，長時(shí)間的耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)發(fā)現(xiàn)盆型絕緣子中是否存在缺陷或者是故障，所以制造廠在設(shè)備出廠前，應(yīng)該對每個(gè)盆型絕緣子實(shí)施額定電壓下的局部放電試驗(yàn)，并且試驗(yàn)時(shí)長應(yīng)該保持在一萬小時(shí)以上，在其安裝的過程中，應(yīng)該注意保證其垂直；對于設(shè)備中的隔離開關(guān)，首先應(yīng)該保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并要做好其溫度檢測及定期檢修工作。

GIS 設(shè)備出現(xiàn)故障最為頻繁的時(shí)期為投入運(yùn)行的第一年，做好這段時(shí)間的檢測、日常護(hù)理及維修管理工作非常的必要，要對設(shè)備中關(guān)鍵元件的位置指示燈、觸頭接觸、閉鎖位置等予以嚴(yán)密監(jiān)測，保證其能夠正常工作，這對于相關(guān)故障的預(yù)防具有積極的作用。

5 結(jié)束語

GIS設(shè)備是變電站中常用的一種設(shè)備， 但是由于其運(yùn)行過程中受到各種因素的影響， 容易產(chǎn)生各種各樣的故障， 本文就對其運(yùn)行過程中的常見故障進(jìn)行了簡單分析， 并提出了相關(guān)的解決對策， 最后還提出了相關(guān)預(yù)防措施，對于提升GIS設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性具有積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈志偉.220kV 變電站內(nèi)GIS 設(shè)備常見故障分析及處理[J]. 中國電業(yè)（ 技術(shù)版）2012（1）

[2] 李慧萍， 趙國梁. 變電站室外GIS 設(shè)備常見故障處理技術(shù)研究[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（22）.