关于变电站GIS设备故障分析与对策研究

关于变电站GIS设备故障分析与对策研究

杨文芳梁柏强

惠州供电局516001

摘要：GIS设备作为使用最为广泛的电力设备，因其自身良好的灭弧性能与绝缘性而得到了电力行业的普遍认可。本文分析了变电站GIS设备故障的内容，结合故障原因以及GIS刀闸误动原因的深入探究，总结了故障类型以及防止GIS刀闸误动的处理方式。

关键词：GIS刀闸；防误动；分析

一、前言

GIS设备作为使用广泛的电力设备，因其自身良好的灭弧性能与绝缘性而得到了电力行业的普遍认可，同时，它的占地面积较小，结合其对环境适应能力较高，使得GIS设备在运行过程中可以保持较高的工作效率。本文将针对GIS的特点，根据操作过程中的误操作提出相关解决对策，以保证设备安全可靠运行。

二、变电站GIS设备故障类型的分析

1.常见故障类型

因为，设备在运行工作中会受到来自于不同方面的因素影响，使得其在运行活动中可能会产生出多样化的故障类型，这是不可避免的，针对于这些故障的出现情况，将其分为了常见故障与特有故障。根据相关数据调查报告显示，GIS设备的故障率大致为常规设备的五分之一到五分之二左右，并且常出现于设备投产运行的第一年中。GIS设备的操作机构主要由电动弹簧操作机构、电动操作机构、断流器操作机构等共同组成，该部分常见的故障有：因电动合闸失灵或者是跳闸之后分闸不到位导致的大面积停电等。

2.特有故障内容

在GIS设备中存在着大量的SF6气体，它具有较强的化学稳定性，无色无味，不燃。当设备内部的压力值达到0.29Mpa时，其会产生较强的绝缘性与灭弧性。当然，其也存在着一定的缺陷，即，受电弧、火花及局部放电的影响时，其会分解成为对人体有毒害作用的气体，如氟化氢、二氧化硫这种故障容易引起内部电场的变化，最终引发绝缘故障；还有一种故障为接地/隔离开关、母线、互感器、断路器等内部元件出现故障损坏，调查统计数据表明，GIS设备中最容易出现故障的元件是隔离开关与盆型绝缘子，该类故障占到了所有内部元件故障发生率的一半以上，所以在日常的设备检查及维护工作中，应该重视这两个元件的检测。闪络与破裂是盆型绝缘子中常见的故障，在隔离开关中最常见的故障就是机械结构的失灵，如分闸不到位、锈蚀等，另一方面，由于开关触头弹簧接触不良等原因很容易导致导电回路中出现开裂、发热异常或者是松动。互感器的故障主要表现为电流互感器故障与电压互感器故障，绝缘烧坏、去磁作用消失等二次开路等问题是电流互感器中常见的故障；熔断器熔断、辅助接点接触不良、二次接线松动等是电压互感器中的常见故障。

3.GIS刀闸误动原因

(1)GIS刀闸误动的主要原因是闭锁逻辑回路出了问题，回路元件不可靠或损坏等。(2)刀闸、地刀的操作电源空气开关在GIS间隔运行中处于“合”位是不合理的。《电业安全工作规程》中规定，严禁带负荷拉、合刀闸。运行中，刀闸不担当开断正常负荷电流和故障短路电流的任务，在运行方式确定之后，刀闸就只起电流路径的作用，应保持相应的位置，一旦误拉合(包括人为误拉或闭锁逻辑回路故障引起自动误拉、合或误碰带试验按钮的分合闸接触器)，将造成严重的恶果。为防止运行中刀闸误动，间隔运行状态时应断开刀闸操作电源空气开关为好。（3）分合闸接触器误动

三、故障原因的深入探究

变电站GIS设备故障内容的产生原因分析，根据产生的特征存在，其主要表现在以下四个方面：首先，是在设计阶段，因对元件绝缘性的把控出现误差，使得结构设计功能未能达到预期，例如，绝缘性较强的控制参数出现不合理，导致了机械设备的故障。根据相关调查研究报告显示，当其超出设计值6KV/mm的时候，在使用初期可能不会出现闪络及局部放电现象，但是随着使用时间的增大，就很容易出现击穿故障。其次，GIS设备的生产制造阶段属于故障控制及产生的关键阶段，在实际的设备制造过程中，一定要选择能够满足质量要求的原材料，并要严格的遵守设计生产的流程，如果出现违反规定的生产操作行为，将会直接导致设备生产活动的重大失误，带来一系列的生产故障。再者，在设备的装配过程中，一定要注意保持车间的清洁以及出厂之前的内部清理工作，防止有金属微粒、粉末以及其他的杂物遗留于GIS设备中，引发设备故障；最后，在设备的运行过程中，导致设备出现故障的重要因素是雷击或者是违规操作，这很有可能导致接地开关的损坏及外壳的闪络。

四、变电站GIS故障内容的处理方式

当GIS设备出现SF6气体泄漏的时候，首先需要采取的措施，要增强空气的流通，帮助有毒气体得以有效排泄。同时，在工作环境中也要设置专门的气体泄漏报警装置，配合含氧量监测仪来保障工作人员的生命安。在日常工作活动中，也应当严禁工作人员随意的进入到设备工作室，在进入之前，需要穿戴好专业的防护设备，且提前通风15分钟以上，保障含氧量不低于百分之十八，否则，禁止进入到GIS室中开展相关工作，尤其是不能在设置有防爆膜的附近停留，一旦SF6气体的含水量超出一定值，需要应用气体处理车实施过滤与干燥处理，当气体含水量或者是吸附剂的含水量过多时，应该应用抽真空氮气置换工艺，并要进行吸附剂的更换，在处理其内部的放电故障时，应该对原材料的质量予以严格控制，并要积极做好零部件的清洁与清理工作。

五、防止GIS刀闸误动的措施

(1)加强对GIS刀闸二次回路的维护，损坏的或动作不可靠的元件应及时更换。(2)加强对GIS刀闸闭锁逻辑的检查验收。(3)将GIS间隔多组刀闸合用的操作电源空气开关改接为每一组刀闸(包括地刀)的操作电源空气开关，实行“一对一”的控制接线，防止因操作某一组刀闸而将本间隔全部刀闸的动力电源空气开关都合上。(4)运行中各组刀闸(地刀)的动力电源空气开关应断开。(5)倒闸操作时，合上某一组刀闸的操作电源空气开关，待操作完成，即拉开其操作电源空气开关，防止在操作其他刀闸时，此刀闸误动。（6）分合闸接触器应有防误碰措施，避免因误碰而导致误分合刀闸，造成带负荷拉刀闸或带地刀合刀闸等恶性误操作的发生。

六、结束语

综上所述，GIS设备作为变电站的重要运行基础，在本文中笔者主要是通过对GIS设备的特征存在、故障内容、故障影响因素以及处理方式的分析来提高对GIS设备的了解程度，促使其能够得到更好的维护与保养。

参考文献：

[1]冯永亮.GIS刀闸操作规范及故障预防措施思考[J].中国高新技术企业（中旬刊）,2016,(9):59-60.

[2]易慧,黄小彬,陈锦祥等.220kVGIS刀闸异常缺陷分析及应对措施[J].电力安全技术,2016,18(1):51-54.

[3]徐文.一起典型的GIS刀闸机构分闸位固死的故障处理及二次原理解析[J].电气开关,2016,54(3):93-96.

[4]刘创锋.浅谈220kVGIS刀闸异常缺陷及应对措施[J].低碳世界,2018,(2):92-93.