浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修薛静

浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修薛静

薛静李小宝

（国网新疆电力公司检修公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要：GIS设备，即气体绝缘开关设备，或者SF6全封闭组合电器。随着对电网供电可靠性和安全运行的要求越来越高，GIS设备逐渐运用于各级电网，装用量以13%的年增长率递增。GIS设备的好处很多，但其故障的诊断与检修却是比较头疼的问题，因此总结一些实践当中的经验，对于提升GIS设备故障诊断和检修水平有一定帮助。

关键词：GIS设备；故障诊断；检修

变电站中随着GIS设备的大量应用，其故障诊断与检修水平将决定变电站的运行水平和质量。一旦某些设备出现了故障问题，那么就会影响到变电站的安全运行。因此，在电网建设推进的大背景下，做好变电站GIS设备的故障检修非常重要。

1GIS设备基本介绍

GIS设备是一种全封闭金属开关，并带有气体绝缘结构，全称是六氟化硫全密闭型组合装置，该设备的外壳所用材质为不锈钢、铝合金等金属材料，在设备中空腔体内充入六氟化硫气体，这种气体的灭弧性能和绝缘性能十分优异。GIS设备的具体结构包括断路器、汇控柜、开端设备、互感器等。断路器在进行开端线路操作时，会产生电弧，但因为六氟化硫气体优异的灭弧性能力，电弧会立刻熄灭，同时在电弧作用下分解出对人体有害的气体，所以应在断路器电弧产生处放置吸附剂。互感器主要用于测量主回路的电流。

2GIS设备常见故障及原因

2.1GIS设备故障检修难度较大

GIS设备是一种集成性的电器，在一座变电站之中，GIS设备将除变压器之外的所有以此设备包括断路器、母线、电流/电压互感器、隔离开关、避雷器等集成于一个内部充有一定压力的六氟化硫气体的金属封闭罐体之中。当GIS设备出现故障或者检测出缺陷时，由于罐体较长，空间较小，而且设备内部存在一些死角，无法准确有效的发现内部缺陷或者准确分析出原因，更是无法直接清理内部异物，一般情况下只能花费大量时间拆卸设备后才能进行检修维护，但是要注意六氟化硫是重气体，在室内环境下会导致人窒息，如果出厂试验不合格还有可能含有有毒杂质。所以GIS设备的检修难度较大。但是GIS设备是除变压器之外几乎所有一次设备集成在一起的电器，其安全稳定运行有着重要作用，所以又必须要做好GIS设备的故障诊断和检修工作，为此，按照现有的技术手段，通过总结GIS设备比较常见的故障类型，可能会有一定的帮助。

2.2GIS设备常见故障

一般在实践当中比较常见的GIS故障，多发生在断路器和互感设备上。其中断路器方面多数情况下容易出现分合闸动作无法完成的故障。而互感设备方面则多在电流互感器上容易出现电流互感器存在一定偏差，导致结果不准确。

2.3GIS设备常见故障成因

从实践当中的经验来看，断路器出现分合闸动作无法完成的情况，合闸动作无法完成主要有如下几个方面的原因。包括合闸时缺少必须的电能、控制回路影响合闸动作、断路器中的弹簧元件缺乏足够的能量来实现合闸以及六氟化硫压力下降至一定程度后也会出现合闸动作出错。而分闸动作方面包括电源中断分闸供电，控制回路故障，断路器存在接触不良或者转换不良的状况，六氟化硫的压力同样降至一定程度后也无法完成分闸动作。对于互感设备出现的故障，在实践当中发现，原本电流互感器在常规状态下，互感器的屏蔽罩在靠近开关一侧会与GIS设备外壳处于连接状态，而与线路另外一侧的外壳会由六氟化硫气体隔绝处于绝缘状态，这种工况下没有回路，但是实际运行过程若连接外壳一侧的某一段出现松动就可能导致两侧同时处于连接状态下，进而形成一个闭合回路，影响互感器的数值。具体而言当产生闭合回路之后，二次绕组会通过感应磁通产生一个反向电流，并与一次电流抵消，而互感器只能感受到方向电流与一次电流的差值，这种状态下会导致变比发生变化，一般是增大。一般出现这种问题是因为零件规格误差较大，或者是安装过程中有疏漏导致的。

3GIS设备故障检修

3.1断路器故障处理

一旦确定断路器出现了故障，则需要从下列几个方面进行处理。第一，对合分闸控制电路进行检查。首先检查合分闸动作的电能供应线路，若控制线路出现问题，则无法完成合分闸动作。当GIS设备断路器合分闸出现故障时，首先检查断路器的供电电源，观察电源是否为空开状态，若当前状态为空开状态，则需要对空开状态进行闭合。此故障的出现，还要打开保险盒看熔断丝是否存在烧断现象，若出现熔断，则更换熔断丝，同时打开汇控柜进行检查，观察各个开关与熔断器之间的距离是否符合规定要求。第二，检查控制回路。若确定断路器的控制回路出现了问题，先对控制回路中比较产生故障的几个位置进行检测。在此故障状态下，出现断路器无法完成分闸动作时，则先检查控制把手和分闸线圈这两个位置，若这两个位置点没有出现问题，再让专业操作人员对控制回路和二次回路进行检查，并处理相应的问题。第三，检测腔体内六氟化硫压力。若六氟化硫压力过低造成GIS设备断路器合分闸未能完成，首先断开断路器的电源，使电源处于空开状态，再母联串代的方式将出现故障的GIS设备绕开，把可以正常工作的线路转接到另一个母线上。确认故障线路已经与主线路断开，由维修人员判断GIS设备内是六氟化硫压力下降还是壳体发生了泄漏现象。若在正常使用过程中，气体压力下降并超出了使用范围，则由维修人员向腔体内重新充入六氟化硫气体；若因泄漏或其他不明原因造成，则工作人员将操作机构进行锁定，同时设立不可操作标志，上报调度部门由生产厂家或专业人员进行维修或更换。第四，检查合闸弹簧弹力。将合闸弹簧取下，观察是否有拉长、弯曲等现象；观察是否弹力减弱，造成弹力不足。若有以上现象的发生立刻更换合闸弹簧。第五，检查断路器的所有触点。观察断路器触电是否存在氧化发黑、电弧击穿等现象。若出现发黑现象可以使用砂纸、锉刀等工具去除氧化层；若有击穿现象则需立刻更换触点。

3.2互感设备检修

一般情况下，GIS设备中互感器元件出现问题的概率不高。但是不代表不会出现问题，而且互感器出现问题时，一般不会出现明显的故障现象指示工作人员准确找到故障原因。这给设备检修带来的很大的困难。一般通过合格验收以及科学安装的GIS设备不会出现互感器问题，并且利用现在先进的在线监测技术可以保证互感器的正常运行。当然确实是出现互感器故障，那么可以根据图纸测定保护区段，并结合在线监测装置确定故障位置，然后直接更换设备。更换前的互感器必须要经过严格检测，确保质量、规格、参数合格后才能用于更换。更换过程中需要基于相关数据进行统计分析，按GIS设备实际需求完成更换作业。具体流程是先做设备接地，然后根据操作手册和安装说明书，准确安装。

4结语

综上所述，随着GIS设备的大量运用，对其故障诊断与检修必须要特别重视起来，以保障GIS设备的正常运行，这是确保电网供电可靠性的关键环节。本文从实践出发，进行了一番简单的探讨，可能存在不足，但希望有一定参考价值。

参考文献

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