变电站GIS设备故障类型及故障处置分析

变电站GIS设备故障类型及故障处置分析

陶乃东

云南电网有限责任公司普洱供电局 云南省 普洱市665000

摘要：随着近年来我国电力行业的不断发展，我国电网建设在现代社会的发展背景下有了极大提升，GIS 得到了极为广泛的应用，GIS 变电设备在应用过程中的合理性能够有助于提高变电站的运行效率，使系统的稳定性和安全性得到提升；由于 GIS的元件是全封闭式的，可避免变电站中灰尘污染、盐雾、潮湿等细小杂质带来的环境干扰。但随着 GIS的长时间运行，也会出现多种故障问题，因此变电站运维人员需要加大其巡视检查力度，确保变电站GIS的正常稳定运行。

关键词：变电站；GIS设备

引言

GIS（GasInsulatedSwitchgear，气体绝缘金属封闭开关设备）是一种全密闭型的组合装置，它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、绝缘子和SF6套管等多种高压电器组合而成。其具有运行维护工作量少，安全运行可靠性高，占地面积小等优点。

1、GIS设备的特点

GIS变电设备在进行设计时选择较为优质的气体作为设备内的绝缘介质，这种介质能够有助于缩小设备的体型，并且使GIS变电设备呈现小型化的特征。在近年来的相关调查研究中发现，在同样参数的设备对比下，GIS变电设备的体积相较于普通设备来说能够缩小40%左右，通过这种设备的应用能够有效节约变电站建设的建筑面积。GIS变电设备在应用过程中所选择的设计方式为全封闭式的设计方式，通过全封闭式的设计能够有助于对设备内部的惰性气体进行保护，避免出现气体流失的情况，而内部的惰性气体所选择的类型为六氟化硫在设备内部主要需要将带电的部分进行有效的密封，通过这种方式能够有助于避免外界环境，对带电设备产生影响，不仅能够有助于降低外部环境对设备产生的影响，还能使设备的应用稳定性得到提升。

2变电站GIS设备故障

2.1绝缘故障

引起绝缘故障主要原因有：绝缘传动杆或盆式绝缘子沿面闪络炭化或击穿；内部残留及掉落金属屑末、金属导体表面倒刺形成电晕放电等。据不完全统计，盆式绝缘子因闪络烧蚀引起的GIS故障占比约12%，在各类故障原因中排第4位。因盆式绝缘子位于GIS内部，难以在故障发生后及时更换和维修，严重影响变电站正常运行。当绝缘子内部存在气隙或杂质会导致空间电场分布不均匀，在GIS运行过程中，气隙或杂质处很大概率会诱发局部放电现象，形成树枝状放电通道，导致设备带电部分短路。局部放电信号包含设备绝缘状态数据，通过对GIS设备局部放电检测可提早发现潜伏性绝缘故障。

2.2机械性故障

除了气体泄漏，机械性故障也是造成GIS故障的主要原因之一。在各类GIS设备故障中，机械性故障约占比39.7%。机械故障会导致GIS内部过热、绝缘子加速老化或SF6泄漏，严重时发生绝缘击穿现象，为变电站的安全生产运行带来不利影响。据相关GIS故障案例文献研究得出，GIS机械故障主要发生在一次机械部分，如电晕放电防护罩不紧固、轴销脱落、导电杆断裂及开关接触不良等，其中最常见的包括断路器机械故障和内部机械故障两大类。

3变电站GIS设备故障处理

3.1提高变电设备操作以及管理人员的职业素养

变电设备的操作水平对于工程质量产生的影响极为明显，而最终的效果直接取决于操作者的责任心和技术水平，无论是多么先进，多么高级的变电设备在进行应用时，都是由相关工作人员来进行操作。而最终的工作成绩和设备的使用寿命，很大程度上都取决于使用它的工作人员，所以操作者的综合素质对于设备的应用来说极为重要。这就要求操作人员不仅需要具备高度的责任心，还需要具备正确的操作和养护技能，能够在工作中排除一些常见和一般的故障，尤其是在出现某些较为困难的问题时，也能够对其进行应急处理，这就要求操作者在工作时需要刻苦学习，并且专业理论基础。而单位在对工作人员进行培训时，需要将变电设备的应急处理以及简单维修作为一项培训课程，开展培训工作在进行管理时需要尽可能做到一专多能，也可以在社会上聘请一些具有较高专业技术水平的变电设备工作人员，对其进行宣教，通过定期培训和提供学习机会的方式，来使整个GIS 变电设备建设队伍的整体质量和综合素养得到提升。

3.2自动化检修与维护技术

在GIS 变电设备的运行过程中都需要应用较多的自动化检修与维护技术，而相关工作人员也需要对这类变电设备进行监管，为了保证GIS 的正常运行，相关工作人员需要将自动化技术应用于GIS 的自动监控中，这样不仅能够节省人力资源，还能使使监控工作的整体效率得到提升。目前市场上所应用的自动监控技术包含集中式监控技术、远程监控技术以及总线监控技术。就目前来说，集中式监控主要是在电气生产单位内安装各种传感器，自动化技术还能够帮助工作人员了解电力的生产状况和输送状况，使相关工作人员能够针对电力的运行状况做出相应的指标调整，这样能够保证自动化技术的可行性。

3.3不断更新维护方法

传统设备维护方法对GIS设备无针对性，因为两者之间的内部结构有明显的区别，为了减少外部因素对GIS设备的影响，在日常维护以及管理的过程中，重点应放在GIS设备的接线处以及压力表等重要的构件；为了避免细节失误导致出现大的问题，在维护和管理过程中一定要仔细进行检查，同时要落到实处；除此之外，相应的维护技术也要不断更新及创新，提高维护水平，保证GIS设备的安全运行。

结语

GIS设备故障定位与检修是变电站运维工作中重要的一环，本文阐述分析常见GIS设备故障类型及处置方法，可为快速判断故障位置及运维提供参考。结合变电站其他GIS故障维修经验，得出以下结论。（1）对GIS设备定期进行预防性试验，及时发现故障点。通过仔细分析GIS内部的潜在缺陷，并将其与气体成分分析、局部放电检测、回路电阻测试相结合，进行全面分析和判定。（2）通过对GIS不同故障状态下各类运行参数的测量及差异性分析快速取得其故障信息，可基于声信号的GIS机械故障诊断技术来实现其运行状态的健康监测，建立故障预警模型，提高供电可靠性。

参考文献

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