高速鐵路牽引供電GIS柜故障與應對探討

李明春

摘要：科技的飛速發展使得高鐵成為我國交通運輸系統中的重要一環，而GIS柜在高鐵正常運行過程中發揮了至關重要的作用。但就當前高速鐵路牽引供電GIS柜的實際運行情況來看，由于存在一些運行狀態問題導致GIS柜故障，因此這方面內容已經成為高鐵供電部門的工作重點內容。本文將圍繞高鐵牽引供電GIS柜的故障進行分析，并探討相應的應對策略。

關鍵詞：高速鐵路;牽引供電;GIS柜

引言：高鐵牽引供電GIS柜的組成方式非常多樣，但多數是將具有相關性的電流互感器與電壓互感器進行結合，并使之各自發揮應有的效果。為了確保供電設備能夠正常運行，為高鐵提供穩定可靠的供電支持，關于GIS柜故障成因的分析與應對就顯得至關重要。而這也意味著相關工作人員的專業化水平亟需得到充分提升，從而確保各類型GIS柜故障整合處理的有效性，同時為高鐵牽引供電工作的需求提供可靠支持。

1.高鐵牽引供電GIS柜的運行特點

高鐵牽引供電GIS柜的全程為氣體絕緣全封閉組合電器。該設施是將斷路器、隔離開關、避雷器、電流互感器及電壓互感器以足夠穩定的方式連接起來，使它們能夠以完全封閉的狀態儲存在接地金屬外殼內部，因此需要具備良好的封閉性。除了進行有效連接之外，金屬外殼內部還需要填充足量的SF6氣體，這是由于這種氣體具有更強的空氣絕緣性能，因此能夠縮減金屬外殼內部的空間，同時也使柜中各種設備的絕緣性能得到充分強化[1]。

在接地金屬外殼與SF6氣體的作用下，GIS柜受外界環境因素影響的程度被控制在一個非常小的范圍內，因此GIS柜在高鐵牽引供電系統中有非常廣泛的應用。應用GIS柜的優勢體現在能夠有效節約設備占地面積，同時各類型設備維護工作的工作量也會被縮減。通常情況下GIS柜內部的結構是比較緊湊的，而且具有突出的密封性能，然而一旦GIS柜內任何一種設備產生運行故障，其他同處柜內的設備同樣會受到影響，這就意味著對GIS柜的故障檢查及故障原因檢索成為維持GIS柜穩定運行的重要工作[2]。

2.高鐵牽引供電GIS柜常見故障分析

2.1GIS柜部件損毀或漏氣

部件損毀及漏氣故障是當前GIS柜最常見的故障類型之一。導致該故障出現的成因很多時候是因為GIS柜被電纜擊穿。通過對GIS柜被電纜擊穿位置的檢查分析發現，該故障多發生于法蘭盤的絕緣位置。當導線對法蘭盤放電時有一定可能導致電纜頭燒毀。而在檢測電纜艙地板狀態的過程中發現，一旦燒融導致漏點的情況出現，則電纜倉有很大概率出現漏氣故障[3]。由此可見GIS柜部件損毀及漏氣故障的成因與電纜頭直接相關。由于電纜頭在制作過程中容易受環境因素影響，導致內部帶有大量導電粒子，因此長時間運行很容易造成GIS柜出現擊穿故障。

2.2密封軸脫出

密封軸脫出同樣會導致GIS柜出現漏氣故障。GIS柜的密封軸脫出通常發生在氣室位置，在檢測過程中發現一旦壓力指示器出現讀數為零的情況，主軸上的密封軸套管就有可能從氣室脫落。導致該問題出現的成因與氣室的密封程度有很大關系，如果氣室的密封程度達不到應有的標準，那么GIS柜的密封軸就很容易在運行過程中從氣室脫出。

2.3開關柜動密封漏氣

開關柜動密封漏氣是GIS柜最常出現的漏氣故障。當GIS柜開關氣室氣壓處于較低水平時，如果設備運行時的環境溫度低于開關柜溫度，則可導致分閘過程中出現GIS柜開關柜動密封漏氣的現象。處理這一現象的方式是及時更換GIS柜的傳動軸，并將充氣氣壓控制在合理范圍內，保持環境溫度與開關柜溫度處于同一水準。事實上導致GIS柜開關柜動密封漏氣出現的成因很多，因此對于各種類型的成因皆需要詳細分析。

3.高鐵牽引供電GIS柜的故障應對策略

3.1應用高質量的GIS柜氣室套管

應用質量可靠的GIS柜氣室套管能夠保證GIS柜的穩定安全運行，因此氣室套管最好采用同批次的產品。實際上部分生產廠家在生產氣室套管時會出現趕工期的情況，導致套管存在質量上的問題，并由此造成GIS柜在運行過程中出現嚴重擊穿的現象。在GIS柜運行一段時間之后，密封絲桿部位的密封性能會隨著GIS柜運行時長的增加逐步下降，導致SF6氣體泄漏的情況出現，柜內絕緣性能也因此下降，最終影響到GIS柜整體的運行質量。所以在維護GIS柜的過程中，為避免因氣室套管導致的漏氣故障，相關檢修人員需要結合高鐵牽引供電GIS柜的具體運行情況強化與氣室套管生產廠家的交流，及時更換質量更好的氣室套管，來確保GIS柜能夠長期穩定運行。

3.2合理處置繼電器與儲能電機的運行故障

繼電器與儲能電機運行故障的處理是GIS柜故障應對策略中相對比較麻煩的內容。首先需要確保兩種設備均具有可靠的質量，因此在采購繼電器與儲能電機時，需要針對兩者的質量進行詳細核查，確保兩種設備的所有配件在設備使用壽命之內均能夠穩定運行，從設備質量層面提供可靠保障;其次由于高壓電纜線頭直接關系到GIS柜的運行狀態，且GIS柜較大運行故障的出現多因為高壓電纜線頭導致，因此在對GIS柜進行維護檢修工作時要將高壓電纜線頭的檢查作為重點工作內容定期進行，在檢查時則要注意完全隔離各個網點分別檢查，以確保檢查過程中的安全性，同時還要合理應用一帶二的維修方法，來保證供電的穩定性;最后要做的則是重點檢查柜體的安裝位置，確保柜體開關安裝的合理性，通過對GIS柜整柜結構的優化來實現對GIS柜故障發生概率的有效控制。

3.3及時處理樞紐變電所的停電難題

樞紐變電所在GIS柜運行的過程中發揮著至關重要的作用，一旦樞紐變電所出現停電的情況，整個高鐵供電方式也會受到嚴重影響。因此維護檢修人員需要深入檢查開關柜與母線柜連接的合理程度，確保兩者連接的有效性，同時要做好套管的質量控制工作，最大限度避免高鐵牽引供電GIS柜故障出現的概率與頻率。實際上維護檢修人員在檢查GIS柜的故障過程中應結合高鐵供電系統運行的實際情況，根據現行需求對供電方式進行合理調整，同時還要做好備用電源的儲備工作，避免GIS柜因故障影響高鐵運行的情況出現。

3.4合理應對故障處理中的注意事項

在處理GIS柜故障的過程中，檢修人員需要特別關注以下幾方面問題：其一是合理安排檢修維護的時間，這是因為GIS柜的故障檢修需要在開展相關試驗的前提下進行，因此工作人員應當提前做好電纜頭的拆裝工作并預留出足夠的檢修時間;其二則是在試驗過程中打開三工位開關與斷路器，對其他設備予以斷電處理，確保它們處于隔離狀態。

結語：GIS柜在高鐵供電過程中發揮著至關重要的作用，因此對于GIS柜的故障成因應綜合各方面因素全面分析，明確GIS柜常見的運行故障內容，以此為基礎采取正確的應對策略。此外還要注意GIS柜各部件及設備質量的控制強化工作，對于樞紐變電所停電的問題也需要及時進行處理，全方位提升GIS柜的性能，使之能夠滿足高鐵牽引供電需求。

參考文獻：

[1]朱嘉琦、郝冬生.高速鐵路牽引供電GIS柜故障分析及處理[J].華東科技（綜合）.2020，（2）：1.

[2]吳挺勇.高速鐵路牽引供電GIS柜故障研究[J].低碳世界.2020，（1）：159-160.

[3]陳紅英、王彥榮、金安.高速鐵路牽引供電GIS柜故障分析及思考[J].電氣化鐵道.2019，（12）：131.