探討500 kV GIS設備故障檢修

鄭吉安

（廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000）

0 引 言

GIS裝置包括斷路器、隔斷開關、接地開關、變壓器、避雷器、總線、連接器和輸出套管，全部封裝在金屬接地外殼中。實際使用中，采用一種新型的組合裝置，由盆式絕緣子分為幾個空氣室，并填充一定壓力的SF6氣體作為絕緣滅弧介質。目前，壓強高和電流高的輸電項目已經成為距離較遠的跨地區發展的發展趨勢。與傳統的開關設備相比，GIS設備占地面積小、環保、運行安全可靠、維修工作量不大、維護時間長、施工短、沒有無線電噪聲干擾等，得到了廣泛應用。

1 GIS的特點

GIS將隔斷裝置、斷路保護裝置、變壓器、接地開關、電流互感器、電纜終端、避雷器、進出口套管和母線等組合起來，將其封閉在金屬外殼內，內部是壓縮SF6氣體[1]。這種氣體作為一種絕緣和滅弧介質，解決了傳統開關設備的很多問題，優點鮮明。這種設備結構小，占地面積小，且不受地形條件限制，能夠用在人口比較密集的地方，也可在有限的山地和地下空間安全可靠運行，且安裝方便、調試時間短、工作量不大。GIS設備的可靠性非常高，所有帶電部件均采用SF6氣體密封，隔離外部灰塵，阻斷鹽霧和雪的沖擊，一定程度上提高了操作的可靠性。

另外，GIS的抗震性好、安全性高，帶電部件均密封在接地金屬外殼內，不存在觸電危險。SF6氣體是惰性氣體，無需擔心火災危險。由于帶電部分全部封閉在接地金屬外殼中，靜電和電磁波屏蔽了無線電和噪聲干擾。圖1為某一電廠主接線調度編號圖。

圖1 某電廠主接線調度編號圖

2 GIS設備的常見故障

GIS設備具有運行可靠性高、維護方便、占地面積小的優點，但也存在一些常見故障。

2.1 SF6氣體泄漏

這種故障通常發生在設備密封面、焊縫和管接頭上，主要由材料、加工、裝配、設計缺陷和密封材料的老化或損壞引起[2]。

2.2 SF6氣體水分超標

在SF6氣體操作中，高濕度的斷路器室可能引起絕緣體或其他絕緣層的閃絡。水分超過標準的原因是滲透的水進入SF6氣體。由于水分子具有非常強的滲透性，經過多年的操作，水蒸氣不斷滲透到內部，導致氣體含水量增加。表1是超標的允許值。經過檢查發現，對應的儀器有泄漏點，數據如表2所示。

表1 水分超超標允許值

表2 實際檢測數據

2.3 斷路器故障

GIS斷路器的故障主要是由斷路器、隔離開關或接地開關的氣體擊穿以及閉合時動觸頭和靜觸頭的偏差引起的，導致接觸不良。

2.4 內部放電故障

GIS中典型的內部放電故障是電暈放電。當施加的電壓增加到氣體絕緣的擊穿強度時，很可能發生電暈放電。電暈放電主要是由于制造技術和其他原因導致，如小的異物、毛刺和其他內部缺陷，導致絕緣強度下降[3]。

2.5 液壓系統頻繁泄漏或壓力故障

液壓機構的泄漏機理主要分為外泄漏和內泄漏[4]。液壓泄漏的主要原因是管接頭松動和接頭環損壞。內泄漏的主要原因是密封圈、墊圈和液壓機構松動的內接頭老化。

3 診斷辦法

3.1 需要澄清檢查工作涉及的事項

首先，目視檢查是用于檢查設備外觀的方法，主要檢查內容包括外觀部分和連接部分、本地控制柜、連接線、開關操作機構以及二次電纜等[5]。其次，測試氣室SF6氣體中使用的密度繼電器，通過改變指數值確定氣室的氣密性，并將溫度和壓力產生的曲線連接到氣室，核實溫度、壓力是否能滿足設備的技術要求，并仔細檢查，首次測定SF6氣體中痕量水的含量。最后，GIS設備的環路部分在規定時間內進行測試，為質量檢測奠定堅實的基礎。

3.2 檢查要點

在明確檢查工作的前提下，掌握檢查工作的重點，提高檢查工作的效果。

首先，通過自支撐機構的密封性能檢查斷路器之間的彈簧儲能液壓，并檢查和調整控制工作中涉及的部件，同時檢查其儲能效率和運行功能。如果設備已使用超過5年，則應首次測試斷路器部分首次使用的次數。對于液壓泵，檢查一天內打開的具體次數和碳刷部分[6]。應仔細檢查傳動軸部分的襯套和輔助開關區域的指示及其功能，并在關閉和分離制動器后測試儲能長度。

其次，檢查機械部件的傳動部件。為了檢查刀具的接地位置和刀具制動機構的隔離功能，有必要加強維護工作。維護過程中，操作結構的機械性能必須通過手柄分開和組合，檢查并調整原始本地控制柜中的控制元件。在大修工作中，需對機組聯鎖壓力開關、控制開關、液壓回路、報警信號、聯鎖間隔、輔助觸點和斷路器密封功能進行細致的檢查工作。

最后，加強對SF6和其他氣體密度監測器的檢測。此外，在雙極報警輸出機構的作用下，SF6氣體中的密度監控器加強了安裝位置。另外，檢查變壓器和避雷器之間的接線。

4 維護措施

4.1 加強設備的保溫維護

這部分維護的主要任務是分析SF6和其他氣體的所有檢測數據[7]，確保這些氣體的技術指標合格才能保證設備的絕緣。因此，有必要確保在GIS設備中沒有電暈和閃絡現象。

4.2 加強設備的運行和維護

首先，要確保整個裝置的操作機構沒有缺陷，滿足實際操作和施工的動力要求。其次，要保證按照標準使用液壓油，沒有深色和渾濁，保證操作機構和斷路器的性能可以滿足實際操作的要求。最后，對所有開關組件的性能進行預防性測試，以確保它們處于最佳工作狀態。

4.3 加強設備的氣密性維護

在工作場所測試氣體的密封性能，并與第一階段中實施的曝氣記錄數據相關聯，以確保執行維護操作的設備和需要密封的部件具有相對高質量的密封性能。

4.4 加強設備本身的本地控制柜維護

在保證設備控制柜內各部件外觀的前提下，可以加強設備性能的測試能力，并可根據部件的具體情況進行加工，不符合規定要求的密度繼電器應在第一時間更換[8]。此外，如果不能明確界定維修工作的責任，應從實際責任落實的角度對從事維修工作的相關人員進行監督管理，提高設備的診斷和維護效果。

5 結 論

由于自身優勢，GIS設備在現有的500 kV變電站中使用得越來越來越多，特別是內部SF6氣體的應用，提高了GIS設備的絕緣和滅弧能力，降低了外部因素對其造成的影響，提高了設備操作安全性能。但是，由于故障損壞范圍很大，因此有必要進行維護工作。