浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修

张伟

摘要：GIS设备应用于变电站，是变电站主要设备之一，它具有良好的灭弧防爆性能。保证GIS设备的稳定性和其工作的连续性，对煤矿的供电系统的正常运营有着重要意义，一旦设备出现了故障问题，那么就会影响到变电站的安全运行，造成电网事故，大面积停电且绵延速度极快。因此，在电网快速发展的背景下，做好变电站GIS设备的故障检修就异常重要。本文将论述GIS设备一些常见的故障，针对这些故障提出检修分析及运维措施与建议，希望为从业者提供参考。

关键词：变电站;GIS设备;故障诊断

1 GIS变电站特点

首先，该系统区别于传统意义上的变电站，具有较小的占地面积。由于该变电器的大多数电气设备均被隐藏于金属管道中，套管所拼装的管道树中也可以装置部分电气设备，使其占地面积仅为传统变电站面积的10%，大大减少了系统的占用空间。其次，由于金属管道与管道数的外表面不存在线路与开关等电气设备，有助于GIS变电站体积与质量的缩小。GIS变电站系统相较于传统变电站而言，不易受环境的影响。在实际电气设备安装过程中，需要在金属管道内充满SF6绝缘气体，同时接地金属桶需密封所有的高压电气设备，以避免外界环境对安装在金属管道内的电气设备的影响，降低设备损耗，减轻后期设备维修的负担，节约人力物力。由于SF6气体具有较高的着火点，可减小系统发生着火的可能性，保证电力系统高效稳定安全运行，降低工作人员的维修工作量，节约成本。最后，GIS变电站可保障电力的高效供应。该系统在设计过程中各设备可免受外界环境的影响，具有很强的抗干扰能力，在很大程度上可提高系统防辐射、防噪音的功能。由于系统在安装过程中可保证重心较低，因此具有较好的抗震效果，极大地提升了系统抵御不确定因素影响的能力和系统安全性。

2 GIS设备常见故障及原因

2.1 密封的SF6气体泄露

气体泄漏一般由于密封性出现问题，在不同的地方发生漏气情况。如焊接时电流过大，焊缝烧开或由于较大的局部应力，焊缝炸裂;GIS金属外壳沙眼漏气，铸造外壳时，存在杂质或气泡，在应力作用下逐渐产生裂痕;法兰结合面也会产生漏气现象，法兰面加工精度粗糙，密封垫的老化，密封垫圈安放位置并没有垂直于法兰面结果槽内上下垫圈压缩量不同，GIS的盆式绝缘子和罐体法兰由于温度变化而伸缩量不同，这些都会导致漏气。还有一些其他原因使SF6气体泄漏，GIS设备当中密封位置与管路之间的连接位置还有焊接点出现故障。

2.2 零部件松动

GIS设备出现零部件松动是一个非常危险的事情，导致零部件松动的原因有两种，滴哟中就是在进行安装施工时，母线没有安装到位，使得卡环没有进入到母线的凹槽内，一旦超出母线的承受能力就会与相应的设备脱开，产生很大的安全隐患。第二种就是母线与卡环的生产质量没有达到相应的标准，在经过长时间的工作，使得卡环以及母线出现裂纹，使得母线得不到相应的保护。

2.3 互感设备有偏差

在GIS投入工作中，要想正常运行，就只有保证互感器开关与屏蔽罩接近位置接触到金属外壳，另一端与金属外壳之间处于绝缘下，并不能产生回路。多次使用设备，GIS设备必须分分合合合，产生的震动使绝缘端发生松动现象，使绝缘端与外壳发生连接现象。闭合回路的条件无法达到。若绝缘端与金属外壳连接成了闭合回路，根据物理原理，产生的感应磁通量就因互感器上二次绕组，会在屏蔽罩内生成反向电流，电流相抵消，因此测量值与实际值产生了偏差。

3 GIS故障检修分析

3.1 合理改进设备的巡视方式

由于数字化GIS变电站的一二次设备和传统意义上的变电站存在很大区别，所以对实际运行管理与巡视等需要进一步调整以适应其系统特点。对一次设备来说，由于接地刀闸、断路器等都被安装在变电器设备的封闭壳体中，因此与外界环境隔离，很难受到环境影响，可保障设备高效稳定运行。因此，在实际检修过程中，需注意确认进出的接头是否存在异常、查看SF6气体压力值、仔细检查系统是否存在异常声响与气味等。对二次设备来说，由于数字化变电站使用的保护装置来源于服务器模式，实现数据息处理后，可将采集的信息转变成数字编码信息，通过光纤传输到服务器，将设备实际运行过程中采集到的数据传输至服务器。随后，通过服务器对各系统运行情况进行分析处理，进而监视设备实际运行情况，降低了工作人员实际检查的工作量，只需要通过数据分析即可找出设备故障与异常。

3.2 有关检验SF6气体

对于SF6气体，优先就要做到盛装气体的仪器质量达到一定标准，在选取材料时要精心挑选，不能一心只为利益，而选取粗制劣造的仪器。定时检查SF6的空气含量，虽然这种气体无毒，可一旦泄露，聚集一定量的氣体也会对人体造成伤害。对于检验SF6气体是否泄露分为常用方法和红外检漏法。常用方法可用液体表面张力法，利用肥皂水的张力，在漏缝处有气泡冒出;SF6电离法定性检漏，脉冲高压下产生连续放电作用，由于SF6气体具有强负电性，就会改变电晕电厂的强度从而达到检测效果;SF6激光检漏法，利用仪器接受反射的红外线激光形成图像。而对于红外检漏法，则是利用SF6极强的红外吸收力，尤其是波长为10.6um的红外线。这种方法是目前最安全、最先进的方法。

3.3 选取GIS建议

为了减少很多在施工中GIS因自身原因带来的麻烦，在选取GIS时，不要贪图便宜，要选择质量好的、制造精心的产品，并对其质量进行严格检测。在使用前可进行现场测试，测试主回路的导电电阻，主回路的耐压、密封性、SF6气体微量水含量等，都确保严格符合国家制定的标准。在安装时，选择高质量的施工单位，因安装导致隐患的情况案例也有很多，所以在安装时要选择高素质、水平好的安装单位。

结束语

通过对数字化GIS变电站的分析可知，数字化GIS变电站的使用是社会发展的必然趋势，也逐步应用于各地电力系统中。由于GIS变电站与传统意义的变电站不同，因此现阶段需不断更新变电站管理模式。在不断对设备进行完善的过程中，需不断创新管理模式，建立健全数字化GIS变电站的管理标准，加强对工作人员的管理和系统维修方法，以确保数字化GIS变电站高效稳定运行，促使变电站系统稳定高效地运行。

参考文献：

[1] 张冉.35 kV变电站设备故障及维护[J].中国新技术新产品，2019（08）：46-47.

[2] 姚卫民，黄安朝.浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修[J].科技创新导报，2018，15（36）：37-38.

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