变电站室外GIS故障原因及处理措施探讨

变电站室外 GIS故障原因及处理措施探讨

辛 鹤

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局 广西 百色 533000

摘要：在变电站的所有设备中，GIS高压组合开关设备是一项应用成熟的技术成果，发挥着重要的功能作用。但由于GIS设备的功能结构较为复杂，运行维护人员对于GIS工作原理运用并不熟练，对于设备的维护经验远远不足，并不能对GIS设备故障进行准确定位，并采取有效的措施，也就引起了故障的持续扩大，设备可靠性得不到保障。基于此，文章对GIS故障原因及处理措施，做一个简单的分析与研究。

关键词：变电站；室外GIS设备；故障处理

前言

GIS中大部分高压设备都用封闭的金属外壳进行加固。所以，当发生设备故障时，需要做好全面排查，从金属外壳内部寻找原因，对故障的位置和情况进行分析，进而找出设备存在的问题。在发生故障时，就需要利用各种故障检测法，对故障做出定位和诊断，进一步排除故障检测技术存在的问题，提高GIS设备故障的维修效率，尽量避免隐患的发生。

1. 变电站室外GIS内部放电故障产生原因

GIS设备内部存在一定的缺陷。第一，固体绝缘材料存在一定的问题，在进行浇筑的过程中，绝缘子会出现一些工艺问题，在制造工艺问题的促使下，就会出现少量的缺陷。第二，GIS设备内部存在少量自由导电微粒，如金属碎屑、金属颗粒等等，这些导电微粒在生产制造、安装的过程中，由于工艺设施操作不到位，质量监管力度不够，导致这些问题的产生。第三，设备内部存在突出性的物体，这些物体会促使GIS设备出现局部放电，这种情况需要及时进行避免。而如果在稳定的电压下，就不会出现这种情况，所以要保障电压的稳定。第四，在磁效应的促使下，导体可能会出现接触不良的情况发生，这就会导致发生GIS设备内部的故障的情况，多数的GIS设备质量与厂家生产的水平有关系，所以要确保在选购时候的选材^【1】。

2. 变电站室外GIS内部放电故障常用检测方法

GIS设备故障及放电会导致气体分解，在热量的作用下，发光的强电流和外部绝缘气体SF6气体会出现化学作用。所以，对GIS局部放电检测故障信号展开分析，就需要对其故障信号进行明确，进行有效的故障探测，具体对故障位置进行明确，才能实现故障的判断。

（一）超高频检测法

如果在GIS高压组合开关中，出现一定的故障问题，就会产生放电的情况。在这种情况下如果有效运用现代化的检测设备进行发电实验检测，能够更好地排除故障。一般情况下，GIS设备具有比较好的波导性质，只有超高频的电信号能够在导体中进行传播。因此，在使用超高频部分放电检测方法进行检测时，可以利用UHF可以通过这些导体进行有效传播的特性，利用超高频局部放电检测方法进行检测的过程中，需要GIS设备进行故障阻隔，进一步缩短电信号。当GIS设备的内部结构不受故障干扰时，电信号衰减最小。而当电子信号经过受阻位置时候，它的信号就会逐渐变小，一般情况下，超高电信号能够减少到3 - 6dB。在这种情况下，就需要利用电信号的强弱，对GIS故障的情况进行分析，这样才能够在信号检测的过程中，尽量避开电晕的干扰，减轻干扰因素，进一步提高故障定位的精准度。在现阶段国内研究中，GIS设备的安全和运行中，大部分都安装了超高频的放电实时在线监测机制，这种形式也提高了运行的可靠性^【2】。

2. SF6气体组分分析法

在GIS设备中，放电时会发生过热故障。如果SF6绝缘气体与高热量的材料产生分解，可能会出现化学反应，生成相应的化学物质。如果通过具体的仪器检测GIS设备中SF6绝缘气体中各类气体组分含量，就能够具体判断气室内是否存在故障。但往往这种方法只能检测出基本的故障，对故障出现的原因、故障的具体情况无法得出最终结果。对此，在变电站GIS设备故障检测过程中，还有更多的应用内容值得探究。

2. 红外测温技术

在室外的运行阶段，GIS设备容易出现诸多问题，导致导体接触不良。如果在绝缘性能下降的过程中，感应电流接触不良壳体，会致使设备产生异常情况，会出现局部发热的现象。对此，技术人员应用现代化的红外测温技术，采取精准化的检测，才能及时找出GIS设备中的问题，进而解决上述的缺陷。GIS内部的发热因素众多，GIS设备内部结构相对复杂，如果单纯利用红外测温技术，则无法实现故障的准确判断，还需要做好全面的研究和分析。

2. 超声波检测技术

如果在GIS设备内部出现绝缘故障的情况，可能会导致局部出现放电故障。在故障演变的过程中，会伴随着声波信号的影响，使用超声波检测技术进行分析，进一步检测出GIS设备内部的放电故障系统，将产生的超声波信号进行分析。这种检测形式的灵敏度比较高、抗干扰较好，不仅能对GIS设备内部故障进行有效检测，还能对放电部位实现精准定位。另外，利用超声波检测，能够对元件松动引起的振动声波信号进行检测，以便于检修维护人员尽早排除故障，实现GIS设备运行的持续性发展

^【3】。

3. 变电站室外GIS设备故障处理实例分析

某变电站在进行室外GIS设备交接试验的环节，各项参数均符合规程要求，便采取投入电网的形式，对网络运行进行调节。然而在检测人员巡查的过程中，发现了设备内部放电的情况。

PDM系统在每个设备间隔中安装了一个超高频的探头，现场一共安装了24个，在现场中一共有8个集中器，每一套集中器都有三个探头。主机设置为每5min最多产生一次探头局放报警信号，一天会连续产生48次报警触发系统信号。某天，变电站GIS在线监测系统发现220kV GIS横步甲线间隔、3号主变中间隔，安装在5M和6M母线传感器，此时放出了持续性的放电信号。根据相关系统记录出现间隔放电信号，并在次日转化为了持续性电，根据图谱现实对放电信号强烈进行感应，相关的放电率和电量值都超出了实际范围。在一段时间的停歇之后，放电信号趋于稳定。

变电站出现放电的原因，主要有内部放电、机械故障造成的放电、漏气造成的内部放电这几种，在GIS设备运行过程中，免不了出现一些的问题，只有及时发现这些问题才能减少经济损失，从根源上解决这一系列的问题。

四、如何防范此类故障的发生

（一）确保检修维护人员的技术操作规范性

变电站GIS设备安装时内部情况、后期外部的运行状态都影响了GIS设备的运行。在安装调试工作中的清洁度也影响着GIS的有效实施。变电站室外GIS安装需要根据现场的多方面条件展开讨论，这就需要确保维修人员技术操作水平过关，在检测维护中对防尘膜展开设置，检测安装环境是否满足规程要求，进一步确保GIS内部安装接口的整洁度。

2. 加强数据的实时分析

在变电站GIS设备的运行过程中，需要不断加强其监视能力，对GIS内部气室的压力、温度等方面进行检测记录，确保数据记录的有效性。要对数据进行实时的对比，结合变电站的情况，积极采用超声波局部放电检测装置，进一步排查现场的故障情况，如果发现有压力异常的情况，就需要结合相关数据进行分析，不能盲目进行补气。

2. 完善管理规范体系

要加强对GIS设备缺陷的分析，坚决执行变电站GIS设备完善的缺陷管理制度。

结语

综上所述，在我国的变电站发展过程中，GIS设备已经运用了很多年，在发展的历程中，设计制造和技术安装的工艺不断进行改革创新。在变电站GIS设备实际的运营过程中，还需要针对每个项目工程的特殊情况，制定针对性的设备运行制度，进而强化安装调试工作，促使技术问题的不断完善，解决其中存在的隐性问题，进而避免出现更多的安全问题，进一步实现变电站室外GIS设备的安全可靠运行。

参考文献：

【1】李慧萍,赵国梁.变电站室外GIS设备常见故障处理技术研究[J].现代电子技术,2012,35(22):183-184+188.

【2】王纲.浅谈GIS在变电站主接线优化设计中的应用[J].硅谷,2010(18):177.

【3】王国来.变电站室外GIS故障原因及处理措施探讨[J].硅谷,2012(10):120-121.