GIS设备故障检测技术发展现状及趋势探讨

GIS设备故障检测技术发展现状及趋势探讨

何思阳甘卫华王宁刘昌宏何礼娄行郑永怡

何思阳甘卫华王宁刘昌宏何礼娄行郑永怡杨昆翰

（贵州电网有限责任公司都匀供电局558000）

摘要：一直以来，GIS设备故障问题都是电力检修工作中的一项重要内容，也是很多难以解决的问题的来源所在，针对其出现的一些问题需要有专门的检测技术以及处理措施来进行解决，只有这样，才能够确保设备的稳定、安全运行，保障电力的顺畅供应。

关键词：变电站；GIS设备；故障；诊断技术

变电站是供电企业输送电力能源的重要基础设施，其内部的设备管理和控制关系到供电的安全性，当前由于GIS的相关设备所引发的故障问题，进而对供电造成严重影响的情况引起了很多电力检修人员的关注和重视，其包含的众多设备类型在变电运行中发挥着各种功能作用，一旦出现故障，检修人员如果不依靠先进的诊断技术是很难迅速确定故障的成因。

1、GIS设备存在的缺陷分析

GIS是一种具备多型设备的一个整体系统性的组合型设备，其内部存在用于传动的装置和相关的系统是故障问题的高发区，其传动装置的材料材质容易出现氧化现象，稍有疏忽还会造成开裂，这就会影响到设备功能的发挥，而且其系统的自身电气运行状态也会受到一定的制约，无法满足用电的需求。另外其与外部部件的连接处出现接触不良的情况，会造成设备运行温度迅速升高引发不利局面。处理传动系统的问题之外，GIS设备的密封性也会受到其自身性能下降和异常情况的不良影响。

2、GIS设备发生故障带来的负面影响

GIS的相关设备体系承担着极为关键的任务，在变电站的正常运行中发挥着举足轻重的作用，一旦出现故障而不能做出及时准确的诊断，就会造成供电系统出现各种技术故障和问题，引发供电不稳定，对用户造成难以挽回的损失，对于企业用户来说会严重影响到正常的工作以及生产的顺利开展，为了减少由于设备故障而带来的损失，企业就必须增加维稳和维护的成本开销，而且在维护检修工作中会增加相应的风险，不利于长期的发展。

3、GIS设备故障分析

3.1事故经过

在设备运行中，某电站1#主变A相差动保护动作，保护出口跳101#开关和9#开关。经检查1#主变试验正常，主变低压侧电缆试验正常，故障应出现在101#开关至主变联络的GIS设备中。对路径上的4个气室进行气体分解物检查和微水检查。

3.2原因分析

用SF6气体分解产物测试仪对1012隔离开关气室气体进行检测，结果显示SO2含量超过100μL/L，远远超过《安徽省电网电力设备预防性试验规程》规定的SO2≤10μL/L的标准，故判断该气室为故障气室。

解体前首先对故障设备C相进行SF6色谱分析，检查数据如表1所示。由表1可知，SF6含量低于电力行业标准DL/T941—2005《GB7674－1997《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》》规定的99.7%，AIR，CF4及SO2浓度有明显的增加。

表1色谱分析表

组分名称峰高μV保留时间峰面积μV.S面积%含量%

AIR252521.0771556120.253870.078526

CF4110471.428692300.113050.090012

CO242062.394333240.057850.029412

Sfe9975892.7996092248998.3658199.61526

C3f32059.28968090.010230.02552

SO2175911.8021123320.182970.12648

总计103988660289746100100

将隔绝开关缺点气室现场解体检查发现：1012隔离开关A相盆子上部约有1/2扇面的电弧炙烤痕迹；同批次设备1012B相、1012C相盆子密封圈内、外两边均涂有较多硅脂，且有些硅脂已发生融化；盆子表面上部有硅脂流过的痕迹，且有些硅脂已发生融化，并流向绝缘子外侧。其他对缺点盆子进行交流耐压试验，效果正常，排除了盆子自身的质量问题。通过试验分析判断，断定1012隔离开关放电景象是因为硅脂运用过量，改动了设备内部的电场强度，电场强度的改动极大地降低了电气设备的闪络电压，然后发生沿边闪污。另新设备在投运交接试验中A相老练试验中出现过闪络现象，最后试验通过。估计故障点也是这个点。通常情况下，放电老是发生在固体介质表面，而且沿固体表面的闪络电压比纯空气空隙的击穿电压要低得多，其因素有以下3点。

(1)固体介质表面会吸附气体中的水分构成水膜，介质吸附水分的才干与自身结构有关，因此介质的表面电导才干也是介质自身固有的性质。(2)介质表面电阻不均匀以及介质表面有伤痕和裂纹也会使电场的散布畸变，闪络电压降低。(3)若电极和固体介质端面间存在气隙，气隙处场强壮，很简单发生电离。而发生的带电质点到达介质表面，会使原电场散布畸变，然后降低闪络电压。在电场效果下，固体介质的击穿也许因电进程(电击穿)、热进程(热击穿)、电化学进程(电化学击穿)而致使固体介质击穿后，会在击穿途径上留下放电痕迹，如烧穿或融化的通道以及裂缝等，然后永久丢失其绝缘功用，为非自恢复绝缘。这次事端中GIS设备运用的密封材料为硅脂，其短时电气强度高，但在工作电压的长期效果下，会发生电离、老化，然后使其电气强度大幅度降低。因此关于这类绝缘材料或绝缘结构，不仅要注意其短时耐电特性，而且要重视它们在长期工作电压下的耐电功用。

4、GIS设备故障的处理措施

4.1综合设计，制定科学合理的诊断方案

针对GIS中众多设备引发的故障问题，要综合考虑各方面的不利条件和不利因素，在整个系统性设备的设计和规划中要根据实际问题为导向来制定相应的诊断计划和实施策略，运用包括耐压、放电等诊断检测技术手段来强化应对故障和解决问题的能力，实行实时针对GIS设备工作状态的监测，对于任何故障类型或异常情况都能够有一个全面细致的了解和判断，从而及时发现设备故障，高效制定相应的科学诊断技术方式，采取合理的检修举措来解决出现的问题。

4.2GIS设备放电短路故障的处理方法

GIS设备在运行中出现的短路或放电故障，此类现状出现的次数较多。例如导致闪络现象出现的因素之一即为GIS设备对外放电。GIS设备对外放电主要原因为，设备内部通过电势较大。因此使其设备外壳产生短暂的通电放电现象，一般情况下短暂的设备放电不会对设备造成损害。但长时间的设备放电，或放电现象形成放电通路，即可造成较为严重的短路现象或其他安全事故。因此此类现象也引起了较多人群的关注。但由于短路与放电现象，造成的故障原因较多，因此当前关于此类现象的处理方法，首先应针对故障点进行检测，之后根据检测结果进行故障设备的修复。

4.3GIS设备闪络现象故障的处理方法

GIS设备闪络现象故障，造成的原因较为单一，主要为设备表面累积尘土等杂物。最终在特殊环境下，设备放电造成杂物起火短暂放电通电的过程，此类现象对于设备的安全运行造成了极大的危害。为了有效的改善此类现状，当前主要的解决措施为：定期进行电力设备的人工巡检，并针对设备表面的附着物进行定期处理。利用超声波等设备进行检测，防止人工巡检出现的漏洞。之后根据检测结果进行处理，以此保障GIS设备的稳定运行。

5、结语

本文在对不同种类的传感器的GIS设备的运行状态进行检测的过程中，要采用物理量和化学的方式进行，设备结合在线和离线结合的方式进行检测，从而对设备运行的稳定情况进行分析，从而确保设备更加稳定的运行。在对设备进行状态检测的过程中，还能有效的预防各类缺陷的产生。

参考文献：

[1]唐炬,杨东,曾福平,等.基于分解组分分析的SF6设备绝缘故障诊断方法与技术的研究现状[J].电工技术学报,2016,31(20):41-54.

[2]阚凯.机械设备故障诊断技术的现状及趋势[J].科技资讯,2017(36).

[3]井然.工程机械智能故障诊断技术的研究现状及发展趋势[J].内燃机与配件,2018(2):133-134.