顧波

[摘 要]筆者結(jié)合某220 k V變電站戶外GIS設備的運維經(jīng)驗，對GIS設備運行與維護的關(guān)鍵性問題進行了合理探討。

[關(guān)鍵詞]GIS設備 輸電系統(tǒng) 絕緣介質(zhì) 監(jiān)測裝置 絕緣隔板

中圖分類號：P112 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）30-0026-01

前言

在電力系統(tǒng)中，GIS設備因具備獨特的優(yōu)勢而得到了廣泛的應用，由于質(zhì)量參差不齊、運行維護不到位、安裝環(huán)境較差等因素影響，導致GIS設備出現(xiàn)了各種問題，進而對電力系統(tǒng)的安全運行造成了嚴重影響。因此，要想保證電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，就需要加大對GIS設備的運行管理與維護力度。

1、GIS設備概述

1.1 優(yōu)點

GIS設備在電力企業(yè)中的應用十分廣泛，尤其是在高壓輸電系統(tǒng)中，相比于其他設備而言，該設備具有3個突出的優(yōu)點：①采用全封閉設計，減少了外界對設備的影響，具有十分優(yōu)越的技術(shù)性能；②占用的空間比較小；③維護頻率低，降低了維護人員的勞動強度。

1.2 類型

GIS設備的類型構(gòu)成是多樣化的，根據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成形式，可將其分為圓筒型和柜型兩種。此外，按照絕緣介質(zhì)的不同，還可將其分為全SF6氣體絕緣型和部分氣體絕緣型兩大類型，前者是全封閉的，后者分為兩種情況：①除母線之外，其他元件均采用氣體絕緣；②采用絕緣封閉母線，其他元件均采用常規(guī)的敞開式電器。

1.3 關(guān)鍵元件

1.3.1 氣體隔室

為了實現(xiàn)不同元件之間的隔離和滿足維護的需要，GIS由一個個獨立的氣室組成，每個氣室內(nèi)只有一個設備元件。有些氣室之間是完全隔離的，有些氣室之間是可通過管道閥門連通的。每個氣室均應配有充氣口和壓力表，以便維護和監(jiān)測。一般而言，GIS氣室內(nèi)SF6氣體的壓力在0.4～0.6Mpa·G，開關(guān)氣室比其他氣室的額定壓力高0.1MPa·G。

1.3.2 支持絕緣子和絕緣隔板

支持絕緣子一般采用環(huán)氧樹脂制造，發(fā)生短路故障時，其強度可充分耐受電磁力，從而保證導體與殼體的間距。在正常狀態(tài)下，隔板的盆式絕緣子可承受因隔離兩側(cè)可能存在的最大壓力差而形成的機械力。

1.3.3 伸縮節(jié)

伸縮節(jié)可調(diào)節(jié)GIS設備制作、安裝時的允許公差，吸收因電流通過而引起的外僑與地基之間的相對伸縮。因此，應在設備的適當位置安裝伸縮節(jié)。

1.3.4 氣體監(jiān)測裝置

氣體監(jiān)測裝置可有效監(jiān)視各個氣室內(nèi)的漏氣情況。一般情況下，開關(guān)氣室以0.05MPa·G為梯度向下設置報警值和閉鎖值，大多數(shù)氣室只具備報警值，且具體數(shù)值需要結(jié)合壓力、溫度特性曲線和區(qū)域內(nèi)的常年氣溫制訂。

2、GIS設備運維中的關(guān)鍵問題及解決方案

2.1 SF6氣體

氣體泄漏是GIS設備最常見的故障之一。比如，SF6氣體泄漏不僅會破壞相關(guān)設備，還會污染環(huán)境、危及人身安全。因此，在日常運維中，運維人員要密切監(jiān)視、記錄氣體壓力表的讀數(shù)，即使其在規(guī)定范圍內(nèi)，也要與前一記錄進行縱向比對，分析是否存在異常。在停電維護的過程中，運維人員應對氣體壓力表的報警信號回路進行測試，保證監(jiān)控中心在第一時間收到氣體下降警報。

2.2 微水

微水是SF6氣體的重要指標之一，因此，需要定期更換GIS設備內(nèi)部的吸附劑。此外，應盡量選在干燥的天氣進行GIS的解體維護、取氣、補氣等，以免濕氣侵入設備。一旦SF6氣體微水超標，則需要強化監(jiān)視和縮短檢測周期。具體而言，最常采用的方法是在SF6氣體回收后，采用N2反復沖洗氣體，進行干燥處理，抽真空后充入新的SF6氣體，并在靜置48h后重復測試，合格后方可投運。

2.3 防爆膜

當GIS設備內(nèi)部出現(xiàn)嚴重的故障時，防爆膜能釋放內(nèi)部壓力，保護設備外殼不變形。一般情況下，防爆膜外部設有保護罩。在設備運行中，如果防爆膜是向下安裝的，則保護罩的開口是向上的，而這樣很可能會積聚雨水。對于這種結(jié)構(gòu)的防爆膜保護罩，必須在罩底部開小孔，以防積水銹蝕防爆膜和法蘭。

2.4 絕緣隔板

GIS設備在長期運行后，其各部件的機械強度會有所下降，運維人員應重視該問題。比如，某一氣室需要抽真空時，運維人員必須考慮其與相鄰氣室之間絕緣隔板的機械強度能否承受壓力差。目前，比較常見的消除壓力差的方法為階梯式降壓，即相鄰氣室降半壓或降至0.1MPa·G（具體數(shù)值以廠家書面建議為準），壓力差分散后，可避免絕緣隔板損壞。

2.5 操作位置

2014年，某供電局發(fā)生了一起GIS設備帶負荷拉刀閘的事故。調(diào)差發(fā)現(xiàn)，在該供電局220kV線路中，2母刀未合閘到位便拉開了1母刀，而操作人員在操作2母刀時只觀察了后臺刀閘輔助接點的到位情況，未觀察現(xiàn)場機械指示的到位情況，導致因傳動機構(gòu)卡阻而使設備內(nèi)部刀閘2母刀的觸頭未閉合，最終引發(fā)事故。由于GIS設備是全封閉的，無法查看設備內(nèi)部的實際情況。因此，操作人員在操作GIS設備的刀閘時，一定要做到“四看”，即看后臺指示位置、看信號回路指示位置、看機械指示、看傳動拐臂位置。只有這樣，才能確保刀閘操作到位。目前，部分GIS設備還配備了設備窺視鏡，操作人員可從鏡內(nèi)查看設備內(nèi)部的實際情況。

2.6 異響

GIS設備出現(xiàn)的異常響聲主要包括放電聲和勵磁聲。如果運維人員在巡視過程發(fā)現(xiàn)GIS設備出現(xiàn)異響，則一般與其內(nèi)部零件松動有關(guān)，需要在第一時間解決此問題。此外，還可能在靠近氣體閥門的位置出現(xiàn)嘶嘶聲，其原因很可能是因閥門墊圈老化而導致氣體泄漏。此時，運維人員需要立刻用SF6檢漏儀測量是否存在漏氣現(xiàn)象。

2.7 事故處理

如果戶外GIS設備發(fā)生了爆炸或漏氣等事故，則操作人員需要在第一時間采取安全防護措施，穿戴相應的防毒面具、手套等，并從上風處接近設備；如果室內(nèi)GIS設備發(fā)生了漏氣事故，為了防止SF6氣體蔓延，則需要長時間開啟通風機，至少開啟15min，實行強力排換氣，直至氣體濃度符合標準后方可進入。

3、結(jié)語

GIS設備在電力系統(tǒng)中的應用具有智能化、復合化和小型化等的特點。要保證GIS設備性能的高效發(fā)揮，運維人員需要全面掌握GIS設備的相關(guān)知識，并在運維管理工作中積累經(jīng)驗，正確分析、解決設備存在的關(guān)鍵性問題。

參考文獻

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