GIS組合開關故障處理措施分析

王愛淇 劉昱彤

摘要：伴隨我國經濟的快速發展，社會的不斷進步，GIS是目前高壓開關電器中使用最多的一種設備。它具有封閉性和維護周期長等優點，因此在整個電力行業中得到廣泛應用。但是，當它發生故障時隱蔽性較強，很不容易查找。筆者在運行維護中，總結出了一些技巧。且針對GIS的特殊性故障，提出了合理化的建議供給參考。

關鍵詞：組合電器;GIS;高壓開關

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及以上電壓等級多數采用這種形式。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。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。筆者經過多年的積累，現就GIS在運行中發生故障，如何查找和處理技巧一一簡要介紹。

1 GIS組合開關特點

1）優點分析第一，小型化。GIS選擇SF6作為絕緣與滅弧介質，這樣就可以減少占地面積。第二，可靠性高。因為GIS組合開關帶電部分都被封閉在SF6氣室之中，基本不會受外部環境的影響，并且內部的隔離開關、斷路器以及接地開關之間都是相互連鎖的。第三，安全性較高。因為GIS封閉在接地的金屬殼體之中，所以也不會存在觸電危險。SF6屬于不可燃氣體，沒有火災危險。第四，帶電部分屬于金屬殼體封閉，對于靜電和電磁進行屏蔽，抗電磁干擾能力強，噪音小。

2）缺點分析第一，價格昂貴，會提升變電站整體投資。第二，一旦發生事故，就可能導致被迫停電現象，嚴重時還會加大停電面積，而事故處理難度大，耗費時間長。第三，SF6屬于惰性氣體，無毒，但是要比氧氣重，泄露之后就會在低洼之處聚集，可能會導致運行維護人員窒息。第四，當GIS出現絕緣擊穿事故時，其內部會有電弧產生，在高溫高壓的作用下，SF6會分解為硫化氫、氟化氫等劇毒物質，并且附著在母線設備表面，如果不留心就可能給檢修人員帶來危害。第五，GIS整體密封會導致局部放電和內部發熱故障，如果不能及時進行處理，就會引發絕緣擊穿事故。第六，為了避免外殼感應電觸電，需要對GIS接地以及變電站接地進行嚴格控制。

2 GIS設備常見故障及處理措施

2.1開關故障處理

“斷路器電機過流，過時報警”屬于設備出現的典型性故障，暴露了GIS開關機構在行程開關、箱體密封性以及主動防潮等3方面的缺陷。長此以往，將可能導致更加嚴重的情況發生。（1）該類行程開關在高濕度環境中運行，易導致接點狀態與實際儲能位置不符，使“斷路器電機過流，過時報警”情況再次出現。同批次產品都采用該款行程開關，在高濕度運行環境下容易導致接線位置短路或內部接點腐蝕，使開關無法正常分合操作，再次出現“斷路器電機過流，過時報警”。（2）開關機構內其他接點因受潮短路，導致開關誤動。線束上布滿霉點是機構內各接點存在受潮短路風險的前兆，隨著時間的推移，會影響回路中接點的狀態，嚴重的可致開關誤動。（3）機構箱有滲水風險，若內部長期積水或受潮，易導致箱體銹蝕，使箱體密封性下降。實際運行情況暴露了GIS開關機構箱抗風雨能力差的缺點，在多雨天氣容易有滲水。同時，機構箱體材料耐腐蝕較差，長期在潮濕環境中會加速材料老化，最終導致穿孔，形成惡性循環。處理措施（1）更改行程開關接線方式或更換行程開關。參照此次消缺方法，更改同批次開關機構內的行程開關接線方式，增大接點距離，可有效降低短路風險。同時，對于已受潮的行程開關，在檢修條件允許的情況下應進行更換。（2）將由溫濕度控制器控制的加熱器更改為低功率常投加熱器。因地區降水量豐富，四季空氣潮濕，導致機構箱積水和受潮風險都較高，應將同批次開關機構內的加熱器更換為低功率常投加熱器，以防止機構受潮。（3）加強雨水密集時段巡視，做好積水排除工作。若地區降雨量在時序上呈“雙峰型”特點，運維部門應加強梅雨季節和臺風季節的巡視工作，防止箱體積水，并保障加熱器的正常運行。

2.2 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，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。

2.3 GIS設備吸附裝置引起的故障

利用設備檢修期將各氣室吸附裝置進行整體更換，在更換過程中要將作業時間盡量控制，減少新的吸附劑在空氣中暴露的時間，然后迅速將更換好的氣室抽真空，并注氣至額定壓力后進行保壓、微水含量測試、SF6氣體檢漏等測試，然后對斷路器進行分合閘時間及同期測試、主回路電阻測量、最低動作電壓測試。待所有的非破壞性試驗全部做完，實驗結果合格后，將斷路器兩側電流互感器，備用線路上所有電流互感器二次回路短路接地，分別對斷路器的斷口進行耐壓。 GIS設備的每一部件均達到了經過完整試驗程序并耐受規定的試驗電壓等級，且在整個實驗過程中無擊穿放電的現象，證明此次耐壓試驗范圍內的GIS設備全部合格。在所有試驗合格后，由運行人員操作設備恢復至正常運行狀態。待母線停電檢修范圍內設備恢復后，逐步進行其余設備停電檢修，最終更換所有GIS設備的吸附劑裝置。

3結語

總而言之，雖然GIS設備得到廣泛的應用，并且其應用的設備故障率很低，一旦GIS設備發生故障，其檢修難度很大。因此，作為變電站GIS組合開關的操作人員，就需要按照正確的規范進行操作，并且嚴格按照規定標準來進行相應的維護與檢測，這樣才能做到及時對問題進行處理，防范事故發生。

參考文獻：

[1]張文海.GIS組合開關安裝技術[J].科技創業家，2013（24）.

[2]姚旭.組合開關電器GIS故障的處理技巧[J].農村電氣化，2017（02）.

（作者單位：新程（沈陽）電力設備有限公司檢修分公司1 新東北電氣集團高壓開關有限公司沈陽分公司2）