淺談變電站GIS設備故障及檢測方法

周愛良

摘 要：對于變電站GIS設備使用一定時間后，定然會出現(xiàn)各種問題，本文主要針對這些問題的故障診斷發(fā)方法進行了有簡單的介紹。旨在讓相關(guān)工作人員能有一個系統(tǒng)的認識，保證相關(guān)工作高效有序地展開。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設備;故障診斷

隨著近些年來經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，人們生活方式逐漸向便利化方向發(fā)展，也越來越依靠于電能進行各種生產(chǎn)生活，對電力的需求量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。這種現(xiàn)象要求我們必須不斷完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保障用電的安全性，電力的故障診斷與維護便是其中不可漏掉、不能忽視的重要環(huán)節(jié)。GIS設備是變電站中非常重要的裝置，在變電站中發(fā)揮的作用是不可替代的。當代科技的發(fā)展為變電站GIS設備的故障診斷與維護提供了更有效、更方便的手段。

1 介紹GIS設備

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的六氟化硫（SF6）絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。運用的是SF6氣體作為介質(zhì)，滅弧能力和絕緣性都非常卓越。主要的優(yōu)點還有占地面積不大，節(jié)約土地資源和減少土地方面資金的投入;且不容易受外界影響，比如污染和潮氣;施工的時間短，工作任務少。

2 GIS設備的故障診斷方法

GIS設備本身在使用方面有著很多優(yōu)點，但GIS的內(nèi)部空間極為有限，工作場強很高，且絕緣裕度相對較小;GIS內(nèi)部，一旦出現(xiàn)絕緣缺陷，極易造成設備故障，引起的停電時間較長，檢修費用也很高;所以需要工作人員及時進行相關(guān)設備進行狀態(tài)監(jiān)測。

2.1 GIS設備局部放電故障的檢測

在GIS的各種故障中，局放故障常常是最受關(guān)注的，因為設備內(nèi)部擊穿放電的后果通常十分嚴重。常見的局放故障有：

（1）金屬顆粒。不同形狀和材質(zhì)的金屬顆粒，來自零部件加工、制造、裝配、運輸和運行的操作和滅火過程中。金屬顆粒在電場中的現(xiàn)象比較復雜，如處于外殼內(nèi)部底部的金屬細絲，在電場達到一定強度時，金屬絲會站立并各處游動。電場強度再增加時，金屬絲會騰空躍起，當下墜到設備底部時會產(chǎn)生局部放電。當電場再加強時，金屬絲會跨越氣體間隙，此時會引發(fā)擊穿，金屬顆粒故障，常認為是最常見的故障

（2）懸浮電位導體。一些金屬零部件的固定不牢固，會造成浮電位導體。

（3）固體絕緣材料的內(nèi)部缺陷。如絕緣子在澆注制造過程中由于制造工藝等原因存在的空穴缺陷。

（4）導體和接地電極上的凸起和毛刺。這些缺陷會造成電廠嚴重集中，導致?lián)舸┓烹?/p>

（5）觸頭嚴重接觸不良。觸頭嚴重接觸不良，會導致短弧以致發(fā)展成長弧，造成介質(zhì)擊穿放電。

（6）混入設備的各種有機材料和無機材料的異物。如工作人員不慎遺留物品、小動物和一些輕質(zhì)的漂浮物等。

一般認為約有60%的絕緣故障可以通過局部放電檢測，立即或經(jīng)過一段發(fā)展時期后發(fā)現(xiàn)。

診斷GIS局放的方法從原理上看可有聲光化電眾多方法，具體有：

（1）光學法。應用光纖通入設備檢測局部放電的光，顯然這種方法有明顯使區(qū)等缺點。

（2）化學法。應用儀器檢測氣體中的放電分解物，這種方法比較復雜，而且實時性較差。

（3）聲學法。當前應用較為普遍。

（4）電學法。當前應用相當普遍。

2.2六氟化硫（SF6）氣體故障

（1）氣體泄漏

GIS設備應用的六氟化硫（SF6）氣體泄漏直接影響設備的絕緣和滅弧性能。GIS氣體泄漏時，氣體壓力會下降，但不能用壓力表來監(jiān)測氣體泄漏的情況，因為周圍環(huán)境溫度的變化、陽光暴曬和設備發(fā)熱都會引起氣體溫度的變化，從而也影響氣體的壓力。所以只能裝設密度繼電器，根據(jù)氣體的狀態(tài)方程可以將測到的壓力和溫度轉(zhuǎn)換為氣體密度。

激光攝像式SF6氣體檢測儀，該儀器應用SF6氣體可阻斷激光路徑的原理，對GIS設備作30米以內(nèi)的氣體泄漏檢測。

鹵素檢測儀，該類儀器可用于檢測所有鹵素氣體泄漏的儀器。

（2）微水超標

六氟化硫氣體中的，微量水分雖然對六氟化硫氣體本身絕育強度影響不大，但斷路器內(nèi)部的固體絕緣件，表面凝露時會大大降低閃絡電壓。同時六氟化硫氣體中的微量水分會參與在電弧作用下，六氟化硫氣體的分解反應，生成腐蝕性很強的氟化氫等分解物，他們對六氟化硫斷路器內(nèi)部零部件有腐蝕作用，會降低絕緣件的絕緣電阻和破壞金屬件表面的鍍層，使產(chǎn)品受到嚴重的損害，六氟化硫氣體中的微量水分含量越大，這種損害就越大。

檢測SF6氣體中微量水份的主要方法有：

質(zhì)量法：將一定體積的SF6氣體通過高酸鎂作干燥劑的配橫試管中，通過干燥劑吸收水分后試管總質(zhì)量的增加得到氣體中的水分含量。

電解法：氣樣流經(jīng)一個具特殊結(jié)構(gòu)的電解池時，其中的水蒸氣被池內(nèi)作為吸濕劑的 P2O5膜層吸收、電解。當吸收和電解過程達到平衡時，電解電流正比于氣樣中的 水蒸氣含量，這樣可通過測量電解電流得知氣樣的含水量。

露點法：被測氣體通過一個密封池中的金屬鏡面，控制鏡面溫度，當溫度低于被試氣體中水針器飽和濕度時，水蒸氣結(jié)露，測得鏡面溫度即為露點，通過露點和氣體水份含量換算公式即可得到氣體中的含水量。

阻容法：當被測氣體通過電子濕度儀的傳感器時，氣體濕度的變化引起傳感器電阻、電容量的改變，從而測得氣體濕度值。

4結(jié)束語

GIS設備在變電站中發(fā)揮著重要的作用，但是不能忽視對其日常的維護和檢修。通過本文的介紹，希望能對GIS設備的狀態(tài)檢測一個簡單系統(tǒng)的認知，保證設備的正常運行，保證變電站的正常工作，并且保證工作過程中的安全性。由于時代的發(fā)展，對GIS設備的檢測手段在未來勢必會得到升級。檢查的工作人員依然要牢記提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，認真嚴謹完成工作。保障變電站中GIS設備安全運行。

參考文獻：

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