變電站GIS設備的故障診斷及檢修研究

郭俊羽 李衛東 魏孝勇 陳振江 王曉夫

摘要：GIS設備是一種集成性電器，即氣體絕緣開關設備，或者SF6全封閉組合電器，被廣泛應用于變電站。GIS設備的具體結構包括斷路器、匯控柜、開端設備、互感器等，而常見故障也就出現在這幾個具體結構上。由于GIS設備在出現問題時，故障診斷與檢修難度高，導致在檢修時出現很多問題，基于此，本文就對變電站GIS設備的故障診斷及檢修相關內容進行分析。

關鍵詞：變電站;GIS設備;故障診斷;檢修

1分析GIS設備故障檢修的現狀

GIS設備是封閉組合型電器，包括母線、隔離開關、斷路器、電壓互感器等，將這些部分結合裝置于一個金屬封閉體內，罐體內填充六氟化硫氣體。如果設備發生故障，因為罐體較長，設備內部會存在死角，空間太小，很難準確無誤的找出故障原因，這需要浪費大量時間來進行設備的拆卸，同時還要注意六氟化硫氣體很容易在室內范圍造成人窒息，甚至還有可能產生部分氣體出廠不合格，其中內含有有毒雜質，給檢修人員的生命安全帶來威脅。因此檢修難度大。

2分析GIS設備常見故障的分類

GIS設備常見故障有以下幾個方面：操作機構故障，表現為隔離開關分合不到位，而且封閉氣室無法觀察，造成放電短路，導致大規模的停電，嚴重影響電網安全;局部放電現象，多見于新投運GIS設備，通常因設備安裝階段環境惡劣，氣室內有粉塵或微小生物，或GIS內部導體表面光潔度不夠所致;GIS氣室內SF6氣體緩慢泄漏，通常因為運行年限較長，密封膠圈老化;GIS氣室微水超標，同SF6氣體泄露原因一樣，除了運行年限過長原因外，還因GIS設備所處環境濕度較大，長久運行后環境中水汽進入氣室內;二次設備老化，控制回路故障頻發，表現為隔離開關連鎖繼電器損壞，控制回路故障。

3分析GIS設備常見故障及原因

3.1常見故障分析

一般見到的GIS設備發生故障，經常會在斷路器與互感設備上產生。在斷路器上很容易產生分合閘的動作沒有辦法完成，在互感設備上則大部分出現的故障是電流互感上存在偏差，造成結果不精確。

3.2GIS設備故障產生的原因

通常情況下，斷路器產生分合閘無法完成這種故障。故障產生的原因是斷路器中的彈簧系統能量缺乏、電能不夠、六氟化硫壓力下降到一定程度后產生合閘動作出錯及控制回路影響到合閘動作等原因，分閘動作包含控制電路回路故障、電源中斷分閘供電。如果斷路器接觸不良也有可能造成分閘動作無法正常完成。對于互感設備出現的故障，在實踐當中發現，原本電流互感器在常規狀態下，互感器的屏蔽罩在靠近開關一側會與GIS設備外殼處于連接狀態，而與線路另外一側的外殼會由六氟化硫氣體隔絕處于絕緣狀態，這種工況下沒有回路，但實際運行中如果連接外殼一側的某一段出現松動就可能導致兩側同時處于連接狀態下，進而形成一個閉合回路，影響互感器的數值。具體而言當產生閉合回路后，二次繞組會通過感應磁通產生一個反向電流，并與一次電流抵消，而互感器只能感受到方向電流與一次電流的差值，這種狀態下會導致變比發生變化，一般是增大。一般出現這種問題是因為零件規格誤差較大，或者是安裝過程中有疏漏導致的。

4故障檢修的研究

4.1斷路器檢修

一旦確定為斷路器故障，則最先要對電源進行處理。電源提供足量的電量支持，如果沒有足夠的電量支持，合閘分閘均無法完成。工作人員對斷路器電源進行檢查，確認電源已經斷開。同時對熔絲當前情況進行檢測，如果斷路器已確定為空開狀態，就試合空開。若確定為熔絲斷裂，就更換新的熔絲。如果回路發生故障，請專業人員對回路進行問題排查檢修。一旦發現SF6壓到警戒值以下，產生壓強太小沒有方法支持分合閘時，就快速中斷斷路器的電源，同時關閉操作機構，對關閉機構上做出標志，然后進行相關維修。當產生合閘問題時，可以由專業檢修人員來檢查電路的二次回路。如果斷路器故障的產生是因為六氟化硫氣體壓力不足時，需要對其進行格外關注。如果無法完成分閘動作，就可以經斷路器電源進行直接中斷，保持有斷路器電源空開，還需要向省級報告，將重合閘停止，經過上級批準過后，需要用母聯串代的方式將未曾發現的故障的斷路器換到另外一側的母線上，再將故障斷路器中斷，進而再去維修。如果出現無法完成合閘操作，那就需要將電源中斷，申請重新合閘，然后再讓檢修人員來進行檢修。當出現六氟化硫氣體壓下到警戒值以下，況且沒有方法支持分合閘時，就可將斷路器的電源快速中斷，同時還要閉鎖操作機構，將閉鎖機構標上必要標志，然后根據你檢修制度來進行維修。

4.2互感設備檢修

互感器出現故障的狀況不是很經常，再加上它的故障征兆很隱蔽，不易被發現。所以一旦出現故障，并不會馬上被發現，表面上并不會出現異響、異動、失控等明顯現象，這時就需要操作人員根據自己積累的經驗，靈敏的察覺能力，在細微之處發現問題。一旦發現有故障發生的跡象，便遵循以下方法：首先查找故障的點位和原因，找到問題根本。但是工作人員因高壓并不能近距離接觸設備，這時就靈活采取對互感器產生的數據進行記錄的方式進行檢查，針對數據異常處，申請斷電開蓋檢測，找到原因，進一步維修和處理。若無法修復，則需要更換原件，選擇符合使用要求的規格型號。更換后對設備的接地端和非接地端進行松緊確認，確認無誤后，方可合蓋、通電。技術人員也不要忘記觀察維修后GIS參數運行狀態是否穩定，電流測試是否準確，確認無誤后，方可正式投入使用。

4.3GIS整體維護措施

強化對設備自身的現地控制柜實施維護，只有這樣才能從根部解決GIS故障。設備自身的控制柜當中的全部元器件，提高對它所具備的性能實施檢測的能力，對于達不到規定要求的密度繼電器，要在第一時間進行更換。同時對設備所具備的操作性實施加強維護。保證設備整體在操作時不存在缺陷，滿足實際操作施工期的功率要求;保證使用的液壓油不存在變暗變渾濁的現象;同時保證所有操作機構和斷路器這兩方面的功能;實施具有預防性質的測試，保證所有開關部位全部能夠達到最好的工作狀態。

5結語

總之，故障診斷和檢修也是電網系統的至關重要的環節，檢修人員需要認真檢查GIS設備故障產生的原因，必須對可能發生的故障采取針對性運維措施，但是仍然遠遠不夠，需要追根溯源綜合管理，提升整體設備質量、加強出廠管理及施工管控、完善檢修策略定期大修維護，才能充分發揮GIS設備可靠的本質。

參考文獻

[1]佚名.500kV變電站GIS設備的故障診斷與維護[J].山東工業技術，2018.

[2]王一博，王福杰，馬繁宗.變電站GIS設備常見故障原因及處理方法分析[J].中國新技術新產品，2016.

[3]陳仁剛.紅外測溫技術在GIS故障診斷中的應用[J].高壓電器，2015.

[4]許銳堅.試析GIS設備安裝在變電站施工中的應用[J].中國高新技術企業，2016.

[5]劉敏，楊東.GIS設備吸附裝置引起的故障分析及改進措施[J].水電與抽水蓄能，2019.