變電站GIS設備常見故障原因及處理方法分析

王一博 王福杰 馬繁宗

摘 要：近年來GIS設備在電力系統中應用越來越廣泛，作為電力系統運行的關鍵裝置，其在使用過程中容易發生故障，而且GIS設備故障還具有一定的隱蔽性，因此需要在使用GIS設備中做好故障的處理工作。通過對提高GIS設備故障分析能力，從而快速對GIS故障點進行判斷，不僅有利于維持正常的生產作業秩序，而且能夠有效的保障電力系統安全穩定的運行。

關鍵詞：變電站；GIS設備；故障；處理

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

1 變電站GIS設備常見的故障

1.1 GIS設備常見故障

在GIS設備整體故障中，GIS設備常見故障發生大致占總體故障發生率的20%～40%，而且多在GIS設備運行投產第一年內發生。當前GIS設備操作機構主要以斷流器操作機構、電動操作機構及電動彈簧操作機構為主，電動合閘失靈及跳閘后分閘不到位等已成為GIS設備操作機構的常見故障，一旦這類故障發生，則會導致電力系統出現大范圍停電事故。

1.2 GIS設備特有故障

在常溫下，SF6氣體不僅化學性質穩定，而且具有無色、無味及不燃等特點，當SF6氣體壓力達到0.29MPa時，與空氣相比，SF6氣體的絕緣性和滅弧能力會處于一個非常高的水平。當SF6氣體在運輸碰撞或是內部產生粉塵、絕緣件質量較低時，都會導致內部局部發生放電故障，從而使內部電場發生改變，引發絕緣故障。同時在GIS設備運行過程中，內部元件盆型絕緣子和隔離開關也易發生故障，從而影響GIS設備運行的穩定性，因此需要通過日常維護和巡查來對內部元件進行檢測。

2 導致GIS設備故障的主要原因

首先，設計階段。當GIS設備在設計時沒有科學合理對元件的絕緣裕度和設計結構進行選擇，則會導致GIS設備故障發生。絕緣子故障發生率較高，當對其使用場強參數控制不合理時，則會導致GIS設備使用過程中會有閃絡及局部放電現象發生，而且隨著使用時間的增加，極易發生絕緣子擊穿故障。

其次，制造階段。生產制造階段是GIS設備發生故障的重要階段，因為在此階段是設備成型期，工藝操作和任何一道工序的執行都會直接影響到設備的質量。在制造過程中，由于操作人員的違規操作，導致錯裝、漏裝等現象的發生，會直接影響到設備的生產質量。生產車間的清潔工作非常重要，如果因為清潔工作不到位，就會導致金屬顆粒以及粉塵等雜質遺留在GIS設備內部，留下嚴重的安全隱患。

最后，運行階段。GIS設備運行時，當出現違規操作或是雷電過電壓情況時，GIS設備接地開關極易發生損壞或是外殼出現閃絡，因此需要在日常運行和維護工作中嚴格按照相關的操作規程進行操作，而且還要做好設備的維修和防護工作。

3 GIS設備故障常用的處理方法

3.1 故障的處理和防護

運行中的GIS設備當SF6氣體發生泄漏時，則需要做好氣體排泄工作。可以利用室內底部的通風口來排泄氣體，同時還要將氧氣測量儀和氣體泄漏報警裝置設備在通風口處，一旦故障發生，則需要采取有效的措施避免泄漏的氣體進入到主控室內，同時GIS室內也嚴禁工作人員隨意或是單獨進入。當工作需要進入GIS室時，需要提前20分鐘進行排風，同時進去時還要穿戴好防護用品。當GIS室內含氧量處于18%以下時，嚴禁在設備防爆膜附近進行停留。當SF6氣體含水量大于規定值要求時，則需要對吸附劑進行更換，同時采用抽真空氮氣置換工藝。另外還需要嚴格對GIS設備制造過程中的使用的原材料質量進行控制，同時還要做好零部件的清理和清潔工作。

利用耐壓試驗能夠對盆型絕緣子故障檢測。在長時間的耐壓試驗中，能夠有效的發現盆型絕緣子存在的缺陷和故障。因此對于盆型絕緣子出廠前需要在額定電壓下進行局部放電試驗，而且試驗時長需要在一萬小時以上。科學合理對隔離開關的結構進行設計，做好測試檢測和定期檢修工作，對于使用年限較長的GIS設備，需要對其觸頭彈簧夾進行及時更換，動靜觸頭氧化層要進行清除，做好螺栓的堅固工作。

當電壓互感器的回路發生斷路故障時，為了防止出現誤動現象，首先應該退出自動裝置或者是繼電保護裝置，防止故障的擴大化。如果發現熔斷器熔斷，應該及時更換元件，然后進一步查明原因，看回路中是否有其他松動或者接觸不良的現象，一旦發現問題及時處理。如果CT二次回路發生故障，做好絕緣保護是首要工作，利用絕緣工具對線路進行檢測，對于可能發生故障的區域一定要嚴格檢查，發現異常現象及時處理，對于無法處理的故障要及時上報，避免事故擴大化。

3.2 GIS設備的日常維護、監測和檢修

GIS設備運行過程中，故障多發生在投入運行的第一年，因此需要在GIS設備投入運行后要做好日常護理、檢測和維修工作。在日常巡視過程中，需要對關鍵元件的位置指示器、閉鎖裝置及觸頭接觸等處進行嚴格檢測，同時還要檢查各信號燈、指示燈、密度計和壓力表的指標是否保持正常的狀態。察看GIS設備是否存在漏油、漏氣、發熱、絕緣老化及金屬件銹蝕等現象。利用在線監測裝置來有效的監測GIS設備愉部的運行情況，利用局部放電進行早期診斷，及時排除故障。對于運行中的GIS設備，需要在運行三至五年時進行一次小修，主要是對壓力表和溫度計進行檢驗，更換液壓油、不良緊固件、SF6氣體、吸附劑等，測量導電回路接觸電路。而大修周期通常以八至十年為宜，對一些磨損件、導電觸頭、絕緣件及密封環進行更換，清除氣室內SF6分解物及一些粉末及微粒等。

結語

相對于其他設備來講，GIS設備的穩定性較強，但是如果發生故障，不僅需要較長的時間來進行維修，而且相較于常規設備來講，其檢修的范圍也較大，會給電力企業帶來嚴重的經濟損失。所以為了進一步提高GIS設備運行的穩定性和可靠性，需要制定完善的檢修計劃，加強日常檢測試驗，降低事故的發生幾率。隨著科學技術的發展，各項新技術、新工藝會逐漸運用到GIS設備設計和生產中，設備性能也會越來越完善，能夠有效的保證電力系統運行的安全性和可靠性。

參考文獻

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