浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修

浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修

房涛

房涛

文山供电局云南省文山市663000

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。本文对变电站GIS设备的故障诊断与检修进行探讨。

关键词：GIS设备；故障诊断；检修

引言：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。为此，本文从实践出发总结了一些GIS设备的常见故障，探讨了这些故障产生的原因，并就此分享了一些故障检修方法，重点探讨了断路器和互感设备的检修问题，希望可以借此为从业者提供参考，促进变电检修工作水平不断提升。

一、GIS设备常见故障及原因

1、GIS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、GIS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。

3、GIS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。

二、GIS设备故障检修

从实践经验来看，不同原因导致的故障需要采取不同的检修方式。事实上由于GIS设备的检修难度较大，在变电站的日常运维当中需要特别重视日常巡视工作，在巡视过程当中一般就是用眼睛观察，用鼻子闻，耳朵听，随身携带测温仪、照相机、望远镜、成像仪等仪器，特殊情况下会需要应急灯、对讲机。特别要注意的是巡视过程中要进入六氟化硫气体高压室当中时，入口处若无气体含量显示器，必须要先通风15min并使用检漏仪测量六氟化硫气体含量，合格后才能进入其中，并且不能一人进入高压室。

1、断路器检修

当确定GIS设备故障为断路器故障后，在诊断过程中首先要确定是否是电源存在问题，无论合闸还是分闸，电能支持不够都不会出现动作，所以当断路器工作不正常时，首先检查电源是否空开，并检查熔丝，若电源空开，则试合空开，如果熔丝出现熔断则只能更换新的熔丝。处理完成后进一步检查汇控柜。当电源没有问题时，考虑是否由控制回路引起分合闸动作错误。此时重点检查控制回路中的关键位置。此时需要看故障类型是分闸动作问题还是合闸动作问题，当故障表现为分闸动作出错，则检查断路器控制把手、分闸线圈，若有特殊情况可邀请专业人员对控制回路进行细致检查，而当出现合闸问题时，一般直接由专业人员检查二次回路。当断路器故障由六氟化硫气体压力不足引起时，需要注意，如果是分闸操作无法完成那么需要先中断断路器电源，使其空开，并向上汇报停止重合闸，批准后用母联串代的形式将未发现有故障情况的断路器转换至另一母线，最后中断故障断路器随后进行必要的维修作业。而若是合闸操作无法完成，那么先中断电源，并申请重合闸，之后由维修人员进行维修。当六氟化硫气体压力降低到警戒值以下，并且无法支持分合闸，那么就需要迅速中断断路器电源，闭锁操作机构，并作出不可手动操作的标志，随后根据设备缺陷管理制度分割故障开关后进行专业维修。

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。

3、强化对设备自身的现地控制柜实施维护

设备自身的控制柜当中的全部元器件，能够在外观方面保证完好的前提下，强化对它所具备的性能实施检测的能力，联系该部位的具体情况，对其开展处理工作。对于达不到规定要求的密度继电器，要在第一时间进行更换。还有，对于开展维护工作承担的责任不能明确的情况，需要对从事维护工作的从相关人员，在实际责任落实方面，展开监督管理。以此方式，提升对该设备进行诊断以及维护的成果。

4、强化对设备所具备的气体密封性实施维护

在工作场地中，对气体所具备的密封性能展开测验，同时与前期实施的充气登记数据进行联系，保证实施维护操作的设备与自身需要进行密封操作的零部件有相对优质的密封性能，同时与测试得出的结果进行联系，极具针对性的，对设备实施改良以及优化操作。以此方式，提升GIS设备的气体密封性。

结束语

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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[2]陈仁刚.红外测温技术在GIS故障诊断中的应用[J].高压电器，2015，51（9）

[3]韩丰.变电站GIS故障分析与解决对策实践[J].电子技术与软件工程，2014（17）