電氣開關(guān)設(shè)備GIS內(nèi)部絕緣故障研究

陳璇

國網(wǎng)鄂州供電公司 湖北鄂州 436000

1 電氣開關(guān)設(shè)備GIS內(nèi)部絕緣常見的故障點(diǎn)

1.1 零部件制造缺陷及機(jī)械損傷

GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對緊湊，長時間在高壓的環(huán)境下運(yùn)行，受絕緣擊穿電壓等因素的影響，具體而言包括電場的均勻度、極性、氣體氣壓以及間隙距離等因素。根據(jù)工作實(shí)踐不難看出，GIS內(nèi)部絕緣的原因大致可以分4類，但其中零部件制造的缺陷及機(jī)械損傷是其出現(xiàn)故障的主要類型，其出現(xiàn)的機(jī)率在4種常見故障點(diǎn)中高達(dá)將近40%。構(gòu)成GIS設(shè)備的絕緣組件主要有絕緣棒、盆式絕緣子、支柱絕緣子三類，缺陷主要有裂縫、金屬雜質(zhì)以及起泡。以盆式絕緣子為例，其機(jī)械強(qiáng)度較弱，因此在運(yùn)行的過程中由于長久受應(yīng)力的作用，導(dǎo)致局部容易出現(xiàn)裂縫，在碰撞或者施工的過程中容易遭受損傷。裂縫出現(xiàn)后，其表面的閃絡(luò)電壓進(jìn)而降低，造成設(shè)備的絕緣能力降低，往往容易引發(fā)絕緣子閃絡(luò)的問題出現(xiàn)。并且伴隨裂縫的不斷擴(kuò)大，還容易因發(fā)生擊穿接地的情況[1]。

1.2 絕緣零件的表面積累粉塵雜質(zhì)

在實(shí)際工作中，GIS絕緣零件的表面出現(xiàn)粉塵和雜志堆積的情況難以避免，在設(shè)備制造的組裝、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中，都有可能因?yàn)榛覊m、油脂、汗?jié)n等推擠形成污垢，諸如金屬顆粒和粉末的導(dǎo)電雜質(zhì)可能殘留在氣室的隱藏區(qū)域中，如果不嚴(yán)格清潔，就會在絕緣表面、氣室內(nèi)部等隱蔽的地方留下不利于絕緣隱患。另外，在對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，也會在不同程度上產(chǎn)生電荷或其它導(dǎo)電性雜質(zhì)。導(dǎo)電性雜質(zhì)對著電流附著在絕緣子的表面，導(dǎo)致其表面局部出現(xiàn)電場集中的現(xiàn)行，閃絡(luò)電壓被降低，當(dāng)達(dá)到一個臨界點(diǎn)時就會出現(xiàn)放點(diǎn)現(xiàn)象，不利于絕緣。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)絕緣子表面的導(dǎo)電性雜質(zhì)不斷增加，絕緣表面的閃絡(luò)電壓至少減少10%，因此雜質(zhì)在零部件表面推擠對設(shè)備整體的絕緣形成的影響不容小覷，嚴(yán)重的引起放電事故，為工人的生命安全帶來威脅[2]。

1.3 導(dǎo)體的表面出現(xiàn)毛刺和劃痕

在GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)體表面的光滑程度和清潔程度要求較高，不能出現(xiàn)毛刺和劃痕等明前的凹凸之處。但是在實(shí)際工作中，導(dǎo)體表面存在毛刺、劃痕的情況較多。毛刺、劃痕的制造通常都是在組裝過程中，由于工作人員不嚴(yán)謹(jǐn)導(dǎo)致的。另外，在GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備遭受了較大的電壓沖擊后，當(dāng)在諸如均壓蓋的薄導(dǎo)體附近有放電的情況時，所釋放的能量容易導(dǎo)致表面出現(xiàn)凹凸的情況，從而導(dǎo)致其表面上的不均勻。當(dāng)毛刺和劃痕導(dǎo)致了導(dǎo)體表面不平時，會進(jìn)一步導(dǎo)致其楞角因曲率增大，提高導(dǎo)體表面的電荷密度。因此附近的電場強(qiáng)度也比較強(qiáng)。由于SF6的絕緣性能較好，因此在電壓正常的情況下，尖端的部位可以保持穩(wěn)定的運(yùn)行。如果遇到電壓的情況，那么周圍的SF6就容易發(fā)生電離的情況，進(jìn)而引發(fā)尖端放電現(xiàn)象，出現(xiàn)跳機(jī)的情況。

1.4 緊固的零部件出現(xiàn)松動或脫落

GIS內(nèi)部絕緣的零部件松動也是一個常見的問題，這個問題出現(xiàn)的根本原因就是質(zhì)量組裝存在薄弱。在制造廠家生產(chǎn)安裝零部件的過程中，沒有對控制裝配的工藝和檢驗(yàn)的水平進(jìn)行嚴(yán)格把控，進(jìn)而造成金具和屏蔽罩等用于緊固設(shè)備的零部件沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。按照嚴(yán)格的流程規(guī)范來控制，這種松動和脫落是可以避免的。

2 電氣開關(guān)設(shè)備GIS內(nèi)部絕緣故障的處理對策

2.1 加強(qiáng)質(zhì)量管控

根據(jù)前面的常見故障點(diǎn)分析不難看出，出現(xiàn)GIS內(nèi)部絕緣的因素大多與設(shè)備制造、設(shè)備運(yùn)輸、設(shè)備安裝等環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量管控不嚴(yán)有關(guān)。為了盡量避免出現(xiàn)上述隱患和缺陷，最大程度避免故障發(fā)生的可能性。在對電氣開關(guān)設(shè)備進(jìn)行安裝的過程中就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對質(zhì)量的管控，做好檢查和驗(yàn)收工作等。首先，在對GIS設(shè)備進(jìn)行選擇是，用戶除了要對比設(shè)備的性價比，還應(yīng)當(dāng)對重點(diǎn)配套設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，避免設(shè)備質(zhì)量為電氣開關(guān)設(shè)備運(yùn)行帶來影響，進(jìn)而引起GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備出現(xiàn)故障；其次，對絕緣零部件的質(zhì)量、安裝工藝、才智、清潔情況等進(jìn)行監(jiān)督，同時在試驗(yàn)、安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)置關(guān)鍵風(fēng)險見證點(diǎn)，確保GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備在正式投入使用前都經(jīng)過了嚴(yán)密的檢查和實(shí)驗(yàn)；最后，對GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備在出場環(huán)境和組裝環(huán)境進(jìn)行檢查監(jiān)管，確保其在出場和安裝的過程中受作業(yè)環(huán)境、工藝、污染、潮濕等環(huán)境影響因素降到最低，讓GIS內(nèi)部絕緣常見故障點(diǎn)的可能出現(xiàn)的風(fēng)險得到有效的管理[3]。

2.2 現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)的完善

在GIS內(nèi)部絕緣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)中，現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)是保障設(shè)備最終穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵屏障，如果設(shè)備的額絕緣性能存在問題，在現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)中往往能夠有所察覺。所以，現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)有利于對設(shè)備提前查漏補(bǔ)缺，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行處理。當(dāng)前，GIS設(shè)備在進(jìn)行現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)時主要是對SF6氣體的濕度、交流耐壓能力以及設(shè)備泄露等情況開展測試。其中，要想保障設(shè)備獲得良好的絕緣性能，SF6的壓力測試就必須符合要求，在交流耐壓測試中能夠?qū)IS設(shè)備的絕緣子污染以及工具遺留狀況缺陷等形成全面的掌握。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對電氣開關(guān)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行也提出了更高的要求。GIS內(nèi)部絕緣的性能在很大程度上決定了設(shè)備能否安全、可靠運(yùn)行。本文對GIS內(nèi)部絕緣的常見故障進(jìn)行了分析，并提出加強(qiáng)GIS內(nèi)部絕緣的管理建議，只有在各個環(huán)節(jié)都做到對質(zhì)量的嚴(yán)加把控，方能最大限度實(shí)現(xiàn)GIS內(nèi)部絕緣性能不受影響，為電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)營提供保障。