电气开关设备GIS内部绝缘故障研究

电气开关设备GIS内部绝缘故障研究

贾瑞

关键词：电气开关设备；GIS；内部绝缘

中图分类号：ＴＤ６８文献标识码：A

1电气开关设备GIS内部绝缘常见的故障点

1.1零部件制造缺陷及机械损伤

GIS内部绝缘设备的结构相对紧凑，长时间在高压的环境下运行，受绝缘击穿电压等因素的影响，具体而言包括电场的均匀度、极性、气体气压以及间隙距离等因素。根据工作实践不难看出，GIS内部绝缘的原因大致可以分为4类，但其中零部件制造的缺陷及机械损伤是其出现故障的主要类型，其出现的机率在4中常见故障点中高达将近40%。构成GIS设备的绝缘组件主要有绝缘棒、盆式绝缘子、支柱绝缘子三类，缺陷主要有裂缝、金属杂质以及起泡。以盆式绝缘子为例，其机械强度较弱，因此在运行的过程中由于长久受应力的作用，导致局部容易出现裂缝，在碰撞或者施工的过程中容易遭受损伤。裂缝出现后，其表面的闪络电压进而降低，造成设备的绝缘能力降低，往往容易引发绝缘子闪络的问题出现。并且伴随裂缝的不断扩大，还容易因发生击穿接地的情况。

1.2绝缘零件的表面积累粉尘杂质

在实际工作中，GIS绝缘零件的表面出现粉尘和杂志堆积的情况难以避免，在设备制造的组装、运输等环节中，都有可能因为灰尘、油脂、汗渍等推挤形成污垢，诸如金属颗粒和粉末的导电杂质可能残留在气室的隐藏区域中，如果不严格清洁，就会在绝缘表面、气室内部等隐蔽的地方留下不利于绝缘隐患。另外，在对开关设备进行试验的过程中，也会在不同程度上产生电荷或其它导电性杂质。导电性杂质对着电流附着在绝缘子的表面，导致其表面的局部出现电场集中的现行，闪络电压被降低，当达到一个临界点时就会出现放点的现象，不利于绝缘。有数据表明，当绝缘子表面的导电性杂质不断增加，绝缘表面的闪络电压至少减少10%，因此杂质在零部件表面推挤对设备整体的绝缘形成的影响不容小觑，严重的引起放电事故，为工人的生命安全带来威胁。

1.3紧固的零部件出现松动或脱落

GIS内部绝缘的零部件松动也是一个常见的问题，这个问题出现的根本原因就是质量组装存在薄弱。在制造厂家生产安装零部件的过程中，没有对控制装配的工艺和检验的水平进行严格把控，进而造成金具和屏蔽罩等用于紧固设备的零部件没有达到相关标准。通常来说，按照严格的流程规范来控制，这种松动和脱落是可以避免的。

2电气设备故障诊断与检修的有效措施

2.1高压断路器的故障诊断和检测

对电气设备中的高压断路组件进行故障检测，主要目的是确保电气设备在正常工作状态下的绝缘度符合相关标准，断电能力是否灵敏，节流回路是否完好。在日常检测工作中相关人员最常用的方式有以下２种：（１）模仿人体大脑进行故障排除。这一系统是运用人体的仿真技术，其工作原理是通过模仿人体大脑网络对周围信息进行传递和分析，相关企业可以将这项技术运用到电力系统高压断路器故障检测过程中，能够在很大程度上突破各项因素对断路器故障检测的限制，其中环境对检测结果的影响就是主要的一项。如此，降低各项因素的干扰，可以提高相关检测数据的准确性。（２）建立专家故障解决方法信息库。通常情况下高压断路器在运行过程中发生的故障，在之前也遇到过，并且这方面的专业技术专业也针对这一问题提出过有效的解决措施，因此，可以创建完善的专业故障解决办法信息库，可以将各种问题和解决措施信息储存在里面，在断路器出现问题的时候，可以从中寻找解决办法，这一模式可以提高故障检测和诊断的效率好准确度。

2.2现场绝缘试验的完善

在GIS内部绝缘设备的绝缘试验中，现场绝缘试验是保障设备最终稳定运行的关键屏障，如果设备的额绝缘性能存在问题，在现场绝缘试验中往往能够有所察觉。所以，现场绝缘试验有利于对设备提前查漏补缺，发现问题及时进行处理。当前，GIS设备在进行现场绝缘试验时主要是对SF6气体的湿度、交流耐压能力以及设备泄露等情况开展测试。其中，要想保障设备获得良好的绝缘性能，SF6的压力测试就必须符合要求，在交流耐压测试中能够对GIS设备的绝缘子污染以及工具遗留状况缺陷等形成全面的掌握。

2.3变压器绝缘状态检测

在变压器设备的所有组件中会对其正常工作情况造成影响的一个重要因素就是绝缘体的状态，如果绝缘体发生失效、老化问题，就会造成变压器内部存在潜在性故障。对变压器中绝缘状态进行检测，主要是检测铁心接地线、外壳接地线等组件，其检测依据是这两部分电流量数据的变化情况，并且将检测数据进行对比分析，维修人员就可以对变压器的绝缘状态进行及时掌握，如果变压器中存在绝缘体失效、老化的问题，维修人员就可以及时采取有效的解决措施。

2.4加强质量管控

根据前面的常见故障点分析不难看出，出现GIS内部绝缘的因素大多与设备制造、设备运输、设备安装等环节的工作质量管控不严有关。为了尽量避免出现上述隐患和缺陷，最大程度避免故障发生的可能性。在对电气开关设备进行安装的过程中就应当加强对质量的管控，做好检查和验收工作等。首先，在对GIS设备进行选择是，用户除了要对比设备的性价比，还应当对重点配套设备的质量进行严格把关，避免设备质量为电气开关设备运行带来影响，进而引起GIS内部绝缘设备出现故障；其次，对绝缘零部件的质量、安装工艺、才智、清洁情况等进行监督，同时在试验、安装等关键环节设置关键风险见证点，确保GIS内部绝缘设备在正式投入使用前都经过了严密的检查和实验；最后，对GIS内部绝缘设备在出场环境和组装环境进行检查监管，确保其在出场和安装的过程中受作业环境、工艺、污染、潮湿等环境影响因素降到最低，让GIS内部绝缘常见故障点的可能出现的风险得到有效的管理。

2.5变压器局部放电检测

如果局部放电的问题发生在变压器的内部，这一现象不仅表示变压器内部组件中的绝缘设备存在老化的可能，严重的话甚至有一定几率会发生绝缘体击穿的情况。除此之外，如果变压器设备中存在其他故障问题，也可以通过局部放电数值的变化情况体现出来，通过对电压器的各项放电数据进行分析，将变压器中存在的故障问题找出来。维护人员通常利用声学检测技术方式对变压器的局部放电情况进行检测，由于变压器在局部放电过程中会发生电磁辐射、超声波等现象。声学检测技术的的主要工作原理是将高频声学传感器安置在变压器底箱上，声学传感器具有较强的灵敏度，可以准确抓住变压器局部放电产生的信号，由于安置适量的传感器，可以帮助维修人员确定具体的放电位置。除了这种检测方式之外，还可以利用光学检测技术、化学检测技术等等。

结束语

电气开关设备在运行的过程中常出现GIS内部绝缘的问题，威胁着供电系统的整体安全、稳定运行，出现GIS内部绝缘问题后应当及时对故障进行排查，找出问题所在，确保电气设备正常运行。

参考文献

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