变电站 GIS设备缺陷分析与防范

变电站 GIS设备缺陷分析与防范

闫晓羽

国网四川省电力公司甘孜供电公司 四川省甘孜藏族自治州 626000

【摘要】GIS全称气体绝缘金属封闭开关设备(Gas InsulatedSwitehgeax)，主要把母线、断路器、电流互感器、电压互感器、隔离开关、避雷器都组合在一起。它占地面积小，安装方便，可靠性高，安全性强。运行安全可靠，检修周期长，维护工作量很小，是现在变电站采用的主要设备。CIS设备虽然有许多优点，一旦发生故障，后果往往很严重，停电范围要比常规设备大，经济损失也比较大，现场检修过程复杂，且受现场条件限制，修复时间一般很长。因此，研究防范该类缺陷的措施具有重要意义。

【关键词】变电站；GIS设备；缺陷；分析；防范

GIS 设备的投入成本较大，并且变电站对下游用户的用电具有直接影响，如果不能对GIS 设备的故障提前处理或立刻拿出解决方案的话，用户将面临长时间的停电，这将对当地的经济发展和民众生活质量带来很大的负面影响，因此，加强变电站GIS设备缺陷分析与防范是非常重要的。

1.变电站GIS设备概述

不同的变电站 GIS 设备优点不尽相同，以 220kV 装备运维站为例：变电站的接线图为 220kV 为双母线，110kV 为双母线，10kV 为单母线分段接线，两台主变并列运行为例，其与其他变电站 GIS 设备相比具有如下优点：第一，变电站 GIS设备所占空间较小。通常而言，220kV 的变电站 GIS 设备所占空间为 38% 左右，110kV 的变电站 GIS 设备所占空间为 47% 左右，这不仅节约了我国土地资源，同时还避免了不必要的资金的浪费。第二，受自然环境的影响较小。由于变电站GIS 设备使用的是金属壳的封闭式电器组合，因此受到风雨、雷电以及金属粉尘等恶劣的自然环境的影响，从而提高变电器 GIS 设备供电的安全性和可靠性。第三，维护的时间较长，而且工作量较小。变电站 GIS 设备维护一般周期为一年，但是日常的清理和检测活动是必不可少的，这不仅能够提高变电站 GIS 设备的运行效率，还能够减轻设备的运行负荷。

2. 变电站GIS设备缺陷分析

通常来讲，可以将 GIS 设备运行中出现的故障分为常规操作故障和特有故障两种，前者主要包括了电动合闸失灵、分闸不到位等，容易引发大面积的停电；后者则包括 SF6 气体泄露、内部放电等。在常温常压下，SF6 气体属于惰性气体，化学性质稳定；当压力达到 0.29MPa 时，气体的绝缘性能和灭弧能力会急速增加到空气的 100 倍左右，起到良好的绝缘和灭弧作用。但是，如果气体受放电或者电火花等的影响，会分解出 SO4、HF 等剧毒气体，这些气体一旦泄露，会给工作人员和检修人员的生命安全带来很大威胁。这里以最为常见的内部放电故障为例，引发内部放电故障的原因，多是由于原材料质量以及加工不合格，或者在密封过程中，没有对碎屑和杂物进行彻底清理，导致其被密封在设备内部，从而增大了放电现象发生的几率。当放电故障发生后，很容易造成 GIS 设备绝缘系统的击穿，从而引发 SF6 气体泄露等其他故障。

3.变电站GIS设备缺陷防范措施

通过对某110kV变电站GIS设备缺陷的研究与分析发现，GIS设备缺陷所带来的危害极大，所以，必须要及时消除安全隐患，以免出现重大的电网事故。以下通过多个角度对变电站GIS设备缺陷防范的措施展开了分析，以供参考。

3.1生产厂家的防范措施

第一，生产厂家应在设计方案过程中进行合理地改进，一定要明确地标记出设备各相，以免在现场安装的时候出现错误，而这也是规避GIS设备缺陷的重点。

第二，GIS设备生产厂家在装配方面，需要尽可能规避间隔安装测试，需要在完成整体接装以后再开展回路电阻或者是耐压试验。若生产厂家不具备开展整体试验的条件，那么应当在完成现场安装以后，在现场开展试验。这种方法可以对安装的质量与情况进行严格地检验，同时，也能够为交接试验提供具体的出厂参数值。

第三，在开展交接试验的过程中，需要针对各个间隔相间回路的电阻值进行测试，并且对短路问题进行正确地判断，进而有效地规避设备缺陷的发生。

3.2变电站的防范措施

第一，强化GIS设备的监试工作。GIS设备的监试工作对于减少缺陷具有重要的作用。如果有必要，应当对设备生产的过程予以监造。另外，还应当重视GIS设备电压互感器与避雷器等多种部件抽检工作的开展，在监试的过程中，工作人员应根据具体标准以及采购协议，全面监督试验的过程以及结果，对设备质量进行严格把关。另外，应积极组织相关部门对全过程技术监督的标准化作业指导书进行编制，以保证设备在全过程中使用统一验收与交接验收的标准。

第二，重视GIS设备安装与调试管理。在GIS设备安装与调试的过程中，运维和监理单位应当对设备制造和安装单位进行严格地监督，并且根据具体的技术标准和协议开展安装和调试的工作，以保证GIS设备的零缺陷投运。

第三，GIS设备交接验收工作的技术监督。现阶段，国内电力公司对于GIS设备投运之前的试验标准不断提高，而主要的目的就是通过提高耐压试验标准要求对设备的缺陷进行及时地发现。各个运维单位则需要根据国家电网相关要求与试验规程开展验收的工作，并且为基建单位预留充足整改的时间，不允许设备在有缺陷的状态下投入使用。在完成交接验收工作以后，需要开展专项技术监督验收的评估工作。基于此，需要遵循技术监督规定，如果在交接验收环节发现问题，需要将预警告警通知及时发布出去，责令在特定时间内完成整改工作。

第四，全面维护GIS设备运行。当GIS设备投入运行以后，各个运维单位应在设备巡视、运行和维护管理方面给予更多的关注。同时，在巡视或者是例行试验中及时发现设备的异常，进而采取相对应的解决措施，以免受小缺陷的影响而引发设备的事故。

例行巡查，具体为以下几点：（1）例行巡查就是相关工作人员利用肉眼对 GIS 设备的外部进行检查，然后对其进行日常管理和登记，一旦发生异常情况及时汇报。（2）要注意日常巡查的注意事项，避免发生不必要的意外。（3）进行例行巡查的过程中不能触碰GIS 设备中带电部位。（4）巡查过程中不能触碰任何与开关有关的部分。定期巡查主要分为常规检查和详细检查两种，其中常规检查和例行检查基本类似，但必须使设备处于断电的情况。检查时要选派专业的技术人员，将油注入到指定的位置，一定要在断电的情况下，进行外部检查。详细检查主要是指对驱动设备进行检查，要在断电的情况下对 GCB、ES 以及 DS 设备进行检查，还要更换指定的设备零部件。

相关工作人员在进行 GIS 设备运行维护的过程中，当发现周围氧含量小于 18%时，就要及时退出工作区域，与此同时工作人员在进行现场作业的过程中，要确保通风，穿戴防护用具。一旦发生危险就要采取必要的应急措施，具体如下：（1）呼吸安全防护：一般情况下无需做其他特殊的防护措施。（2）进入高浓度作业区要带防毒面具或者呼吸机器。（3）穿一般现场作业的防护工作服，带好安全防护的眼睛以及手套。（4）在工作过程中一旦发生危险就要及时退出，或者使用吸氧机进行吸氧，保持呼吸道的畅通。（5）当维护完毕时候进行淋浴。

第五，积极引入新的技术与方法。在GIS设备投运之前，需要积极开展耐压试验，其中，超声波与超高频局部测量工作是必不可少的。通过新技术的应用，能够对交流耐压试验进行有效地检验，同时，还能够为后期例行试验提供有效的原始数据，以保证GIS设备的带电检测工作具有可靠性的参考依据。

4.结束语

综上所述，GIS设备在变电站运行过程中发挥着不可替代的作用，所以，必须要重视GIS设备的缺陷问题。文章从设备生产厂家和变电站两个角度出发，提出了变电站GIS设备缺陷防范的具体措施，希望为变电站GIS设备的运行提供有价值的理论依据。

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