淺析變電站GIS設備的故障診斷與檢修

張偉

摘要：GIS設備應用于變電站，是變電站主要設備之一，它具有良好的滅弧防爆性能。保證GIS設備的穩定性和其工作的連續性，對煤礦的供電系統的正常運營有著重要意義，一旦設備出現了故障問題，那么就會影響到變電站的安全運行，造成電網事故，大面積停電且綿延速度極快。因此，在電網快速發展的背景下，做好變電站GIS設備的故障檢修就異常重要。本文將論述GIS設備一些常見的故障，針對這些故障提出檢修分析及運維措施與建議，希望為從業者提供參考。

關鍵詞：變電站;GIS設備;故障診斷

1 GIS變電站特點

首先，該系統區別于傳統意義上的變電站，具有較小的占地面積。由于該變電器的大多數電氣設備均被隱藏于金屬管道中，套管所拼裝的管道樹中也可以裝置部分電氣設備，使其占地面積僅為傳統變電站面積的10%，大大減少了系統的占用空間。其次，由于金屬管道與管道數的外表面不存在線路與開關等電氣設備，有助于GIS變電站體積與質量的縮小。GIS變電站系統相較于傳統變電站而言，不易受環境的影響。在實際電氣設備安裝過程中，需要在金屬管道內充滿SF6絕緣氣體，同時接地金屬桶需密封所有的高壓電氣設備，以避免外界環境對安裝在金屬管道內的電氣設備的影響，降低設備損耗，減輕后期設備維修的負擔，節約人力物力。由于SF6氣體具有較高的著火點，可減小系統發生著火的可能性，保證電力系統高效穩定安全運行，降低工作人員的維修工作量，節約成本。最后，GIS變電站可保障電力的高效供應。該系統在設計過程中各設備可免受外界環境的影響，具有很強的抗干擾能力，在很大程度上可提高系統防輻射、防噪音的功能。由于系統在安裝過程中可保證重心較低，因此具有較好的抗震效果，極大地提升了系統抵御不確定因素影響的能力和系統安全性。

2 GIS設備常見故障及原因

2.1 密封的SF6氣體泄露

氣體泄漏一般由于密封性出現問題，在不同的地方發生漏氣情況。如焊接時電流過大，焊縫燒開或由于較大的局部應力，焊縫炸裂;GIS金屬外殼沙眼漏氣，鑄造外殼時，存在雜質或氣泡，在應力作用下逐漸產生裂痕;法蘭結合面也會產生漏氣現象，法蘭面加工精度粗糙，密封墊的老化，密封墊圈安放位置并沒有垂直于法蘭面結果槽內上下墊圈壓縮量不同，GIS的盆式絕緣子和罐體法蘭由于溫度變化而伸縮量不同，這些都會導致漏氣。還有一些其他原因使SF6氣體泄漏，GIS設備當中密封位置與管路之間的連接位置還有焊接點出現故障。

2.2 零部件松動

GIS設備出現零部件松動是一個非常危險的事情，導致零部件松動的原因有兩種，滴喲中就是在進行安裝施工時，母線沒有安裝到位，使得卡環沒有進入到母線的凹槽內，一旦超出母線的承受能力就會與相應的設備脫開，產生很大的安全隱患。第二種就是母線與卡環的生產質量沒有達到相應的標準，在經過長時間的工作，使得卡環以及母線出現裂紋，使得母線得不到相應的保護。

2.3 互感設備有偏差

在GIS投入工作中，要想正常運行，就只有保證互感器開關與屏蔽罩接近位置接觸到金屬外殼，另一端與金屬外殼之間處于絕緣下，并不能產生回路。多次使用設備，GIS設備必須分分合合合，產生的震動使絕緣端發生松動現象，使絕緣端與外殼發生連接現象。閉合回路的條件無法達到。若絕緣端與金屬外殼連接成了閉合回路，根據物理原理，產生的感應磁通量就因互感器上二次繞組，會在屏蔽罩內生成反向電流，電流相抵消，因此測量值與實際值產生了偏差。

3 GIS故障檢修分析

3.1 合理改進設備的巡視方式

由于數字化GIS變電站的一二次設備和傳統意義上的變電站存在很大區別，所以對實際運行管理與巡視等需要進一步調整以適應其系統特點。對一次設備來說，由于接地刀閘、斷路器等都被安裝在變電器設備的封閉殼體中，因此與外界環境隔離，很難受到環境影響，可保障設備高效穩定運行。因此，在實際檢修過程中，需注意確認進出的接頭是否存在異常、查看SF6氣體壓力值、仔細檢查系統是否存在異常聲響與氣味等。對二次設備來說，由于數字化變電站使用的保護裝置來源于服務器模式，實現數據息處理后，可將采集的信息轉變成數字編碼信息，通過光纖傳輸到服務器，將設備實際運行過程中采集到的數據傳輸至服務器。隨后，通過服務器對各系統運行情況進行分析處理，進而監視設備實際運行情況，降低了工作人員實際檢查的工作量，只需要通過數據分析即可找出設備故障與異常。

3.2 有關檢驗SF6氣體

對于SF6氣體，優先就要做到盛裝氣體的儀器質量達到一定標準，在選取材料時要精心挑選，不能一心只為利益，而選取粗制劣造的儀器。定時檢查SF6的空氣含量，雖然這種氣體無毒，可一旦泄露，聚集一定量的氣體也會對人體造成傷害。對于檢驗SF6氣體是否泄露分為常用方法和紅外檢漏法。常用方法可用液體表面張力法，利用肥皂水的張力，在漏縫處有氣泡冒出;SF6電離法定性檢漏，脈沖高壓下產生連續放電作用，由于SF6氣體具有強負電性，就會改變電暈電廠的強度從而達到檢測效果;SF6激光檢漏法，利用儀器接受反射的紅外線激光形成圖像。而對于紅外檢漏法，則是利用SF6極強的紅外吸收力，尤其是波長為10.6um的紅外線。這種方法是目前最安全、最先進的方法。

3.3 選取GIS建議

為了減少很多在施工中GIS因自身原因帶來的麻煩，在選取GIS時，不要貪圖便宜，要選擇質量好的、制造精心的產品，并對其質量進行嚴格檢測。在使用前可進行現場測試，測試主回路的導電電阻，主回路的耐壓、密封性、SF6氣體微量水含量等，都確保嚴格符合國家制定的標準。在安裝時，選擇高質量的施工單位，因安裝導致隱患的情況案例也有很多，所以在安裝時要選擇高素質、水平好的安裝單位。

結束語

通過對數字化GIS變電站的分析可知，數字化GIS變電站的使用是社會發展的必然趨勢，也逐步應用于各地電力系統中。由于GIS變電站與傳統意義的變電站不同，因此現階段需不斷更新變電站管理模式。在不斷對設備進行完善的過程中，需不斷創新管理模式，建立健全數字化GIS變電站的管理標準，加強對工作人員的管理和系統維修方法，以確保數字化GIS變電站高效穩定運行，促使變電站系統穩定高效地運行。

參考文獻：

[1] 張冉.35 kV變電站設備故障及維護[J].中國新技術新產品，2019（08）：46-47.

[2] 姚衛民，黃安朝.淺析變電站GIS設備的故障診斷與檢修[J].科技創新導報，2018，15（36）：37-38.

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