试析变电站GIS设备的故障诊断及检修

李鑫 肖云亮 王诗璇

摘  要：随着社会经济的不断发展与科技技术的快速提升，GIS设备已经在变电站中得到了广泛应用。GIS设备的故障诊断以及检修水平的高低对变电站的运行质量有些极其重要的影响。做好GIS设备的故障检修已经成为一个重要的问题。本文针对GIS设备故障检修的现状、GIS产生故障的缘由、GIS设备中常见的故障问题以及GIS故障检修方面的问题进行了分析研究。

关键词：变电站;GIS设备;故障诊断;检修

1 引言

变电站在运行过程中，GIS设备发挥的作用举足轻重，是变电站内极为重要的设备之一，对变电站的运行而言具有十分重要的意义。GIS设备质量直接影响了变电站的正常运作。故而，诊断GIS设备故障并对其进行维护便成为电力工作人员关注的主要内容之一。

2 GIS设备基本介绍

GIS设备是一种全封闭金属开关，并带有气体绝缘结构，全称是六氟化硫全密闭型组合装置，该设备的外壳所用材质为不锈钢、铝合金等金属材料，在设备中空腔体内充入六氟化硫气体，这种气体的灭弧性能和绝缘性能十分优异。GIS設备的具体结构包括断路器、汇控柜、开端设备、互感器等。断路器在进行开端线路操作时，会产生电弧，但因为六氟化硫气体优异的灭弧性能力，电弧会立刻熄灭，同时在电弧作用下分解出对人体有害的气体，所以应在断路器电弧产生处放置吸附剂。互感器主要用于测量主回路的电流。

3 GIS设备常见故障及原因

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

4 GIS故障检修分析

4.1 断路器故障检修

只要是断路器存在严重的故障问题，首先需要进行电源的处理。电源需要给设备提供足够的能量，如果电量不足，分闸合闸动作都不能有序的进行。工作人员在进行断路器的电源进行检查，保证其处于断开状态。熔丝的工作条件进行检测，如果断路器为空开条件，需要进行试合空开。如果发现熔丝断裂，需要更换该部件。如果回路中存在故障问题，要组织专业技术人员进行排查和检修。只要是检测发现SF6压处于警戒值以下，会形成的压强过小不能有效的保证分合闸动作顺利进行，就应该立即中断断路器电源，并且要关闭操作系统，还需要对关闭机构做好明确的标记，然后开展必要的检修处理。如果断路器的问题是分合闸不能进行，要分别进行原因分析，对于不能分闸的情况，要中断断路器电源，如果要保持断路器的电源空开，应该及时上报给有关单位，重合闸停止，上级批准后，可以通过母联串代中没有发生故障问题的断路器直接更换到另外一侧母线上，然后再次中断断路器，并且进行维修处理。如果不能有效的完成合闸操作，需要中断电源，并且要再次开始合闸操作，并且由专业人员进行检修。

4.2 有关检验SF6气体

对于SF6气体首先需要进行盛装气体的仪器质量全部达到技术标准，材料的选择应该特别注意，不能只考虑到经济效益而选择劣质的材料进行设备制作。定时检查SF6的空气含量，虽然该气体并不存在毒害性，但是如果泄露到空气中，形成一定的浓度会造成比较大的伤害事故。对于SF6气体的检测工作来说，最为常见的就是常用方法与红外检漏法来进行泄露检测。常用法即为液体表面张力法，主要是通过肥皂水的张力可以检测确定泄露位置上是否存在气泡;SF6电离法定性检漏，在脉冲高压的作用之下会连续放电，由于SF6气体负电性相当的墙，会直接导致电厂强度变化而进行泄露检测;SF6激光检漏法，主要是应用设备来进行气体的红外激光图像的分析确定。而对于红外检漏法，主要是应用SF6的强红外吸收能力，特别是波长为10.6um的红外线，该方式是非常先进、安全的。

4.3 互感设备故障处理

互感器存在故障问题是极为常见的，且故障问题比较隐蔽，不容易被发现。因此，只要是故障问题，不会立即发现所存在的故障，也不会存在异响、异动、失控等明显的问题，需要组织具备丰富经验的工作人员，利用自己的经验来发现细微的变化问题。只要是存在任何细微故障的倾向，要按照如下方法来进行：首先应该检查故障发生的点位以及导致原因，及时发现问题导致因素。但是工作人员由于高压不能进行近距离的接触设备，所以需要进行互感器的运行数据分析，详细的检测各项数据变化情况，对于数据异常的情况，要进行断电开盖检测，及时发现原因，然后组织进行检修与处理。如果不能及时的修复处理，需要更换元件，保证设备可以正常进行。

4.4 选取GIS建议

为了能够有效的避免施工环节中GIS自身原因而导致的故障问题，在选择环节，不能只考虑到价格因素，应该选择质量上乘、制作精良的产品，同时需要加强设备的质量检测。在应用前，要在现场进行必要的测试，同时需要检测主回路中的导电电阻，确保各项指标都能够达到国家标准的要求。安装施工要选择具备较高信誉度、技术水平的单位，保证安装质量合格。

4.5 GIS整体维护措施

加强设备的现场维护与管理，从根本上消除GIS故障问题。设备内部的控制柜中包含大量的元器件，通过提升设备的性能检测能力，对于不能符合技术标准的设备及时进行检修和更换处理，并且要做好各项维护与管理工作。确保设备在操作环节不能存在任何缺陷，达到正常使用的技术标准要求。

5 结语

GIS设备在使用过程中，相关部门需要对设备产生的故障与检修加强重视，确保设备的正常运行，同时，故障诊断和检修也是电网系统的至关重要的环节，检修人员需要认真检查GIS设备故障产生的原因，然后需要根据出现的故障进行检修，相关部门需要加强培养检修人员的专业能力，提升其检修水平。

参考文献

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[2]  潘旭. 试析变电站GIS设备的故障诊断及检修技术[J]. 科学与财富，2019，（31）.