組合開關電器GIS故障的處理技巧

譚慧 劉春海

【摘 ?要】GIS是目前高壓開關電器中使用最多的一種設備，它具有封閉性和免維護性，因此在整個電力行業中得到推廣應用。但是，當它發生故障時隱蔽性較強，很不容易查找。組合電器內部充六氟化硫氣體作為良好的絕緣、滅弧，其具有不燃特性的絕緣介質特性。但是其也存在著很多的問題，本文主要對出現的故障進行分析并處理。

【關鍵詞】組合開關電器;GIS故障;處理技巧

引言

組合電器（簡稱GIS）由于其占地面積小（僅為常規變電站的10%）、結構緊湊、安裝方便、運行中不受污染及雨、霧等大氣影響，且具有運行維護量小等優點，逐漸在電網中推廣和應用。在電力行業中，對于GIS的定義，多數稱為六氟化硫封閉式組合電器。也有人稱為氣體絕緣金屬封閉開關設備，簡稱GIS。變電站里面使用的GIS，實質上就是將一座變電站中除變壓器以外的一次高壓設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等，經優化設計有機地組合成一個整體。形式共有三種：第一種是空氣絕緣的常規配電裝置，簡稱AIS。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。目前110kV及以上系統多數采用這種形型式。第二種是混合式配電裝置，簡稱H–GIS。母線采用開敞式，其他均為六氟化硫氣體絕緣開關裝置。第三種是六氟化硫氣體絕緣全封閉配電裝置GIS。筆者所在變電站66kV設備都是使用第三種GIS，因為它的優點在于占地面積小，可靠性高，安全性強，維護工作量很小，其主要部件的維修間隔不小于15～20年。但缺點就是當發生故障時，特別難以判斷和查找。

1 GIS的故障情況

某供電局66kV變電站發生一起GIS母線全接地過流跳閘事故。本站66kV側母線全接地、上一級66kV沙高線過流動作跳閘。調度重新改變運行方式來進行倒供整個區域。

2 GIS故障處理

運行人員了解情況后，對現場進行了查看，然后調取了保護信息，進行巡視，并進入視頻系統調取了當晚深夜攝像視頻。在視頻中，通過觀察窗口發現了在GIS的電壓互感器有一明顯的小亮點。于是打開該柜進行全面檢查。在打開該柜的下柜門時，發現了后蓋板上有多個放電點和電弧燒傷痕跡。經過檢查，故障是電壓互感器靠母線側的A相支柱絕緣子炸裂全接地。故障找到了，于是更換，故障就消除。但針對這起故障的原因，又進行了再次檢查和分析。首先，找出是什么原因導致支柱絕緣子炸裂。在GIS的電壓互感器間隔的頂板上，有一些小水珠，這些小水珠順著縫隙滴在A相絕緣子的瓷柱上，時間長了，該絕緣子受潮絕緣下降，然后導致發熱而溫度過高炸裂。

3 六氟化硫氣體介紹

六氟化硫氣體是目前世界上最優良的絕緣和滅弧介質，其密度較大、無毒。使用六氟化硫氣體作為絕緣介質的組合電器，具有占地小，維護方便，維護量小，安全可靠等諸多優點，我公司雖然目前使用并不算很多，但是通過維護，逐漸摸索出一些經驗，對其特性逐漸掌握和熟悉。對懷疑可能放電的氣室進行分解物的測量，是準確判斷故障位置的有效手段。本變電站放電氣室位置的準確判斷，就是較成功的一個案例。而當六氟化硫氣體中含有部分空氣等雜質，且與絕緣材料、電極接觸時，一小部分的六氟化硫產物就會與這些物質發生復雜的化學反應，生成難以復合的低氟化合物。而這些低氟化物是有劇毒的，極微量的六氟化硫分解物即可致人死亡，它們會危害人身與設備的安全。所以在處理缺陷，特別是回收放電后的六氟化硫氣體的操作這類必須進行接觸性的工作，應使用防毒面具，穿戴專用服帽帶上眼鏡，以避免與六氟化硫氣體接觸。工作結束后，要洗手，以便減少對工作人員的傷害。且在工作中一旦有氣體報警器發出報警或聞到刺激性氣味，工作人員應立即撤離至安全處。另外，有經驗表明：GIS設備即使六氟化硫氣體壓力降為零壓力，實際壓力等同于大氣壓力，只要沒有分合閘操作，不出現其他過電壓情況，設備依然能夠保持較長時間（超過24h）的正常運行狀態。

4 GIS的故障處理技巧

當GIS發生故障后，要想從設備狀態和故障原因來判斷故障的位置所在，一般來說是很難的。因為GIS的封閉性，根本不能直觀地檢查出故障點。好在現在的變電站都安裝了視頻系統，夜間的故障都可以通過調取攝像信息來進行分析。因為不管是電弧放電，或者說是火花放電及電暈的局部放電，在夜間發生時都會產生一定的亮點，只要調取視頻信息，檢查的效果往往強于人工用肉眼實地現場檢查。其好處：一是能準確定位，不會造成胡亂猜測;二是效率高，省時省力。但在進入GIS的開關室處理故障時，首先不能盲目地進去。在進去之前最好是先打開通風裝置進行通風，通風至少15分鐘。因為擔心其他有毒氣體分解。建議，在每年的設備預試定檢中，運維人員還用吹風機、吸塵器等，清掃一下GIS的導電桿、絕緣子和屏蔽罩等外圍設備，以防患于未然。

5 結束語

隨著國內電力行業設計、制造水平不斷提高，組合電器一定會更加可靠安全。作為電力行業最重要的設備之一，組合電器將在國民經濟的發展中發揮不可替代的作用。組合電器具有結構簡單，容易維護，體積小，重量輕，運行可靠，滅弧能力強，介質恢復速度特別快，冷卻特性好，使用壽命長，設備檢修周期長等諸多優點。但是一旦發生故障，其檢修拆卸工作量大，停電時間長。為此，采用外部診斷、檢測可減少不必要的檢修工作量。即采用一種不需要將設備解體，即能準確判斷其內部故障的簡易辦法。從外部進行各種帶電的、停電的測量，借以診斷設備內部狀態及性能的好壞，以及故障發生位置。為更好地使其發揮應用的作用，促使我們進一步完善該型產品的質量的驗收，提早介入安裝驗收，運行中通過加強分解物測試、帶電局放測試等監測手段及早發現、認定缺陷位置，將事故消滅在萌芽狀態。

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（作者單位：山東電工電氣日立高壓開關有限公司）