GIS設備局部放電檢測多功能輔助小車的設計與應用

楊炎宇 梁育雄 唐 振 仇 煒

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

隨著GIS設備數量的增加，GIS設備障礙或緊急缺陷的出現頻率呈上升趨勢。近年來，提高GIS運行可靠性專項工作逐漸成為電網企業生產的重點。因此，加強GIS局放檢測，通過GIS檢測等帶電檢測手段及時發現設備隱患，將隱患消除在萌芽狀態，提高GIS局放檢測水平，已成為高壓帶電檢測試驗專業工作的重中之重。

現今對于GIS設備的局放檢測，通常使用的設備可以分為兩種類型，一種為便攜式檢測設備，這種設備便于攜帶，但是其檢驗精度不高，測試功能不夠豐富，這就使得試驗人員在試驗過程中需要攜帶另一種測試精度較高、測試功能較為豐富的檢測設備，但是通常這種設備所需攜帶的裝置較多，且檢測設備本身較為沉重。

我們在進行GIS局放檢測試驗的過程中，通常都需要將儀器移動以測試不同位置、不同間隔的盆子，且在移動設備的過程中因不方便搬運需將儀器關機。另外，由于局部放電試驗儀器較重且較為精貴，長期移動過程中難免有碰壞的危險。

所以，本文擬介紹一種GIS設備局部放電檢測多功能輔助小車。

1 選題背景

1.1 GIS的特點及運行中存在的問題

SF6氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Substation，GIS），是指包括GIS、H－GIS、PASS 等全部或部分采用絕緣氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質的金屬封閉開關設備。它將斷路器、隔離開關、快速接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、部分母線、套管和電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼中，以絕緣性能和滅弧性能優異的六氟化硫（SF6）氣體作為絕緣和滅弧介質，因此與傳統的敞開式配電裝置相比，GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等優點。

經過40多年的研制開發，GIS技術發展很快，并迅速應用于全世界范圍內的電力系統。近年來，隨著城市電網建設的發展，GIS變電站的數量不斷增加，目前珠海市內GIS 變電站已接近30座，預計今后幾年內還將繼續增加。

應用GIS雖然有如上所述的諸多優點，但同時也帶來了一些新的問題：

（1）GIS結構復雜，質量要求高，制造及檢修工藝繁多；

（2）GIS雖然故障少，但是一旦發生故障，后果相當嚴重；

（3）GIS檢修工作比較繁雜，時間長，其停電影響范圍大；

（4）GIS檢修工藝要求十分精細，稍有不慎就會造成檢修質量問題。

由于GIS設備的運行電壓高，且其內部空間極為有限，這就導致了GIS設備的工作場強很高。另一方面，GIS設備中絕緣裕度相對較小，在嚴格控制的環境條件下，GIS設備中SF6氣體的擊穿強度可望達到相當高的水平，但實際通常只能達到期望值的一半，甚至更低。

1.2 GIS局放帶電檢測現狀

1.2.1 GIS局放帶電檢測需求日益增加

隨著GIS變電站數量的增多，GIS設備發生故障的幾率也在增加。由于以往人們認為GIS 設備屬于免維護設備，加之GIS變電站數量較少，監測設備故障的手段和措施相對有限。同時，隨著近年來電網基礎建設的快速發展，GIS用量急增，廠家生產能力接近飽和，產品質量難以保證，因而對GIS設備進行帶電檢測的需求越來越大。

1.2.2 試驗耗時過長

GIS間隔跨度大，試驗線由于信號衰減不允許過長，通常220kV 間隔需要將儀器移動12次左右，移動過程中還需將儀器關機，移至新地方再重新開機。局部放電試驗儀器較重且精貴，長期移動難免會有碰壞的危險，2012年在搬動過程中碰壞試驗儀器，維修費用高達5 萬元。在夏天戶外測試時，儀器會由于暴曬自動關機，為延長儀器使用壽命，在測試時應有防曬措施。經過測算，在局部放電檢測過程中搬動儀器的時間占總測試時間的30%。

1.2.3 試驗場地儀器擺放雜亂

由于現場試驗項目多、儀器多，導致試驗現場儀器及試驗線擺放雜亂，儀器搬運容易磕碰，造成損壞。

2 裝置的設計與制作

2.1 裝置外形設計

我們研制的GIS設備局部放電檢測多功能輔助小車，為活動小車式，可以將所有試驗儀器集放在內，整齊規范。小車的設計分為兩層，上下兩層皆可以放置試驗儀器及試驗用線，接電用的電源盤也可放置于內，便于整體工作地點轉移，節省了人力，降低了勞動強度，且安全、快捷。

2.2 裝置關節處的折疊設計

該GIS設備局部放電檢測多功能輔助小車如圖1所示，小車關節處帶有可調節卡扣，在試驗小車搭建好時，可鎖死關節；平時若是不用，可以打開GIS局放小車的關節鎖死扣。小車的一、二層皆可折疊收攏，方便平時的收置與攜帶。

圖1 小車的外觀設計圖

2.3 小車的防震及滑輪設計

因為用來做GIS局放測試的儀器較為精貴，所以需要在小車上下放置層面鋪設具有防震效果的海綿墊，同時設計具有防震裝置的滑輪，該滑輪裝有彈簧避震裝置，這些防震裝置的設計能較好地保護測試儀器設備。

2.4 裝置的材料選擇

因為小車是用來輔助測試GIS局放裝置的，所以選用的材質需要較為輕便，方便試驗人員攜帶，且其要有一定的堅固性，能夠耐受GIS局放儀器的重量，本小車擬定選用輕質的鋁合金作為其主架構材料（因為聚乙烯材料不好開磨成型），其關節樞紐處使用不銹鋼材料進行固定。

3 裝置的應用效果

3.1 裝置承重試驗

完成小車的制作后我們對其進行了裝置承重試驗，在小車的兩層分別添加測試用的重物，測試其在推動過程中的穩定性，是否有晃動、變形。試驗表明：該小車應該能承受80kg及以上的重量，能滿足現場測試儀器的承重需求。

表1 承重試驗表

3.2 裝置小車工作效率

2015年11月開始使用該小車裝置在不同變電站進行GIS局部放電檢測試驗，測試平均時間統計如表2所示。

根據我們的統計，使用GIS 局放測試輔助小車后，測試220kV GIS變電站的時間由原來通常的600min下降為現今的平均測試時間315min，測試效率比原來提高了47.5%，近50%。

表2 GIS局放測試小車使用效果驗證表

4 結語

我們通過對小車的材料及可折疊性、防震及通過性的設計，實現了在挪動GIS局放測試儀器的過程中可以利用GIS局部放電檢測多功能輔助小車來節約測試時間，同時，還在一定程度上保護了較為精貴的儀器在搬運挪動過程中的安全性，大大節省了GIS 局部放電測試的時間，節省了試驗人員的體力。

［1］黃漢賢，楊震洋.SF6氣體現場測試輔助裝置設計及應用［J］.機電信息，2014（27）：127－128.

［2］Q/CSG114002—2011 電力設備預防性試驗規程［S］.

［3］Q/CSG11401—2010 氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）局部放電特高頻檢測技術規范［S］.

［4］DL417—91 電力設備局部放電現場測量導則［S］.