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

任剑

国网山西省电力公司忻州供电公司 山西 忻州 034000

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 1 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。

21 GIS设备介绍         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。

3 常见故障         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 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 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。         3.1 气体外泄         在工作期间，因为它具备相对较大的可依赖性，需要维护的数量不大。因此在大型的火力发电厂内，获得了大范围的使用。可GIS设备会频繁的发生 气体外泄的问题，主要是由于GIS设备当中密封位置与管路之间的连接位置还有焊接点出现故障导致的。         3.2断路器出现故障         断路器出现故障是由于断路器与接地以及隔离刀闸，被 这类气体击穿以后，造成GIS设备发生了短路问题。另外，动、静触头在进行合闸操作期间出现故障，也会导致断路器出现接触不良。因此，这在GIS设备内部，同样属于一类普遍的故障问题。

4 GIS设备故障检修的措施         4.1检修互感设备         通常来说，GIS设备中互感器中各个原件产生故障的情况不多，但是这并不是代表互感器一直不会出现故障。当互感器出现故障时，检修人员需要迅速找到故障产生原因，但是由于寻找故障原因难度较大。检修人员在进行维修时，需要以图纸为基础，测定互感器的保护区段，还需要与在线检测装置结合起来。需要根据杂线装置设备来明确故障产生的位置，找到故障原因之后，更换设备，而更换之前的互感器需要检修人员进行严格检修，保障互感器的参数、质量、规格已经处于合格状态时，再进行更换。在进行更换时，检修人员需要需要统计互感器数据信息，以GIS设备的需求为基础来完成更换，主要流程是：首先先将互感器设备接地，以安装说明书与操作手册为基准，进行准确安装。一般来说，通过科学安装以及合格验收的设备不会出现互感器问题，利用高科技检测技术可以保障互感器设备的正常运行。         4.2试验电压的加压方法         试验电压应施加到每相导体和外壳之间，每次一相，其他非试相的导体应与接地的外壳相连。试验电压一般由进出线套管加进去，试验过程中应使GIS每个部件都至少施加一次试验电压。同时，为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化，试验电压应尽可能分别由几个部位施加。现场一般仅做相对地交流耐压试验，如果断路器和隔离开关的断口在运输、安装过程中受到损坏，或已经过解体，应做断口交流耐压试验，耐压值与相对地交流耐压值可取同一数值。若GIS整体电容量较大，则耐压试验可分段进行。         4.3气室充气         在对气室进行充气作业前，要先将气室内的空气抽出，达到真空状态。另外，为了使每个模块拥有独立的气室，在模块拼接完成后，要立即将模块内的空气抽空，达到真空状态，再向气室内填充SF6气体。在填充此气体时，要循序渐进的进行，先将室内气体填充到150kPa，当每个气室达到150kPa时，再增加其额定压力。其中，气体气室压力要达到500kPa，断路器的气室压力要达到700kPa。值得注意的是，要按照设备的实际温度计算出其压力值，在设备未安装之前，不可以向室内填充SF6气体。         4.4断路器检修         确定设备出现的故障是由于断路器的问题时，在进行诊断时，需要首先了解电源，检测电源是否存在问题，当断路器出现问题时，需要检查电源空开与否，然后对熔丝进行检查。如果出现电源空开，需要试合空开；若发现熔丝熔断，则需要及时更换新熔丝，在处理完毕后重新检查汇控柜。如果电源未曾出现问题，可以对控制回路引起的分合闸问题进行考虑，这时需要，了解故障是分闸还是合闸动作出现的问题。当发现是分闸动作出现错误时，需要首先检查断路器的控制把手，还需要检查分闸线圈。如果发现难以解决的问题，需要邀请专业检修人员来检查控制回路。当产生合闸问题时，可以由专业检修人员来检查电路的二次回路。如果断路器故障的产生是因为六氟化硫气体压力不足时，需要对其进行格外关注。若是无法完成分闸动作，就可以经断路器电源进行直接中断，保持有断路器电源空开，还需要向省级报告，将重合闸停止，经过上级批准过后，需要用母联串代的方式将未曾发现的故障的断路器换到另外一侧的母线上，再将故障断路器中断，进而再去维修。如果出现无法完成合闸操作，那就需要将电源中断，申请重新合闸，然后再让检修人员来进行检修。当出现六氟化硫气体压下到警戒值以下，况且没有方法支持分合闸时，就可以将断路器的电源快速中断，同时还需要闭锁操作机构，将闭锁机构标上必要标志，然后根据你检修制度来进行维修。

5 结语         GIS设备在使用过程中，相关部门需要对设备产生的故障与检修加强重视，确保设备的正常运行，同时，故障诊断和检修也是电网系统的至关重要的环节，检修人员需要认真检查GIS设备故障产生的原因，然后需要根据出现的故障进行检修，相关部门需要加强培养检修人员的专业能力，提升其检修水平。

参考文献：         [1]许驰.变电站GIS设备的运行维护与管理分析[J].电子测试，2016（22）：177+182.         [2]姚旭.组合开关电器GIS故障的处理技巧[J].农村电气化，2017（02）：23.