簡述變電站組合開關GIS的運行與維護

馬慧

摘 要：近年來變電站220 kV、110 kV開關多采用氣體絕緣全封閉組合電器（GIS），雖然GIS組合電器有維護量小的優點，但運行下來，曾發生過母線短路、氣室漏氣等故障，這些暴露出的問題如不及時采取妥善的預防維護措施，將嚴重威脅到變電站供電系統的可靠性。本文從變電運行的角度出發，對GIS投運后針對性的提出了一些GIS的運行管理及維護措施，為我們今后的運行工作提供一點參考，確保變電站GIS的安全穩定運行。

關鍵詞：GIS組合電器 特點 GIS組合電器 運行 維護

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0155-01

GIS組合電器即是采用氣體絕緣全封閉組合電器的簡稱。近年來，隨著城市化的進程，用地面積日愈緊張，且變電站供電范圍的擴大及負荷等級的提高，對變電站提出了更高的要求，不僅需要小型化，而且要求供電可靠性高，維護量小，故GIS組合電器憑借自身的優點得到了廣泛的應用。GIS的安全穩定運行，直接關系到用電單位的正常生產。某變電站110 kV開關投運后曾發生過II段母線三相短路故障，導致發生整段母線失電的事故。某220 kV變電站還發生過氣室漏氣的故障。大多數SF6泄露故障是線性且緩慢的過程，只要值班員發現及時，就可避免發生嚴重漏氣導致絕緣擊穿的惡性事故。因此，運行人員需認真學習、掌握GIS的性能原理及操作維護方法，做好GIS的運行維護管理。

1 GIS組合電器的優缺、點分析

氣體絕緣全封閉組合電器（以下簡稱GIS）一般由斷路器、隔離開關、接地開關、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成為一個間隔，內部充有一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質。一個GIS間隔內包含眾多設備，這種緊湊的設計使得其優點非常突出，但也帶來一些不利影響，對優、缺點的分析可使我們有針對性的制訂運行維護措施。

1.1 GIS組合電器的優點分析

（1）小型化。因采用SF6做絕緣和滅弧介質，能大幅度縮小占地面積；（2）可靠性高。由于帶電部分全部密封于SF6氣室內，受外部環境的影響較小，內部隔離開關、接地開關及斷路器間相互連鎖；（3）安全性好。帶電部分密封于接地的金屬殼體內沒有觸電危險。SF6是不燃氣體無火災危險；（4）帶電部分以金屬殼體封閉，對電磁和靜電實現屏蔽，噪音小、抗電磁干擾能力強；（5）安裝周期短。可在工廠內進行整機裝配、調試及試驗合格后，以單元或間隔的形式運達現場；（6）維護方便，檢修周期長。因其結構布局合理，SF6氣體滅弧能力強，提高了其使用壽命，便于日常維護。

1.2 GIS組合電器的缺點分析：

（1）價格昂貴變電站整體投資偏高；（2）發生事故后相鄰氣室或間隔需被迫停電，嚴重時停電面積更廣，事故處理難度大耗費時間長；（3）SF6是一種惰性氣體，無毒但比氧氣重，泄露后易積聚在低洼處，有可能導致運行人員發生窒息的危險；（4）GIS發生絕緣擊穿事故時，內部有電弧產生，SF6氣體在電弧的高溫、高壓作用下，會分解出氟化氫、硫化氫、四氟化硫等劇毒物質附著在拆開后的母線等設備表面，若不注意處理會危及檢修人員的健康；（5）GIS整體密封導致其內部的發熱、局部放電等輕微故障不易及早發現而導致絕緣擊穿等惡性事故的發生；（6）為避免外殼感應電觸電對GIS接地及變電站接地網要求較高。

2 GIS組合電器運行時的細則

2.1 操作時的安全措施

（1）接到電調令操作時，運行人員必須嚴格按照崗位安全操作規程制度進行操作，確保操作正確率100%；（2）在GIS上正常操作時，需有專人監護。操作前，檢查間隔內各開關機械指示位置及操顯裝置位置狀態、氣室壓力均正常后方能操作；（3）操作中，所有人都應禁止觸及外殼，并保持一定的安全距離。手動操作隔離開關或接地開關時，操作人員應戴絕緣手套。操作完畢后，認真核對位置狀態并檢查氣室壓力。

2.2 點檢時的安全措施

（1）點巡檢時工作人員要確定GIS室通風良好避免SF6泄漏導致窒息；（2）防止外殼感應電觸電及燙傷。在正常情況下，其外殼及構架上的感應電壓不會超過36 V。其溫升在運行人員已觸及的部分不會超過30 K，但要防止外殼接地線松脫等意外情況，點巡檢時最好不要直接用手觸摸運行中的GIS外殼；（3）檢修時的安全措施：氣體采樣操作及處理氣體滲漏時，要在通風條件下戴防毒面具進行。

3 GIS組合電器的維護管理

GIS設備在運行時分為正常巡視和臨時巡視，巡視時要對氣體壓力值重點檢查。

3.1 GIS組合電器的點巡檢

（1）斷路器、隔離開關、接地隔離開關、快速接地隔離開關的位置指示器、閉鎖位置是否正常；（2）各種指示燈、信號燈的指示是否正常，加熱器是否按規定投入或切除；（3）檢查各供氣銅管應無裂紋或扭曲；（4）定期巡視設備每個氣室的放氣閥及壓力表，每天對壓力表進行巡視檢查并記錄；（5）斷路器、避雷器的指示動作次數是否正常；（6）二次端子、接地端子有無松動、發熱現象；（7）在GIS設備附近有無異味、異聲；（8）可見的絕緣件有無老化、剝落、裂紋的現象，金屬支架和保護罩外殼有無油漆剝落；（9）SF6氣體的分解物有沒有泄漏；（10）裝有防爆膜的設備，每天定時巡視，但不得在防爆膜附近停留；（11）設備的防護門是否關嚴、清潔，齊整；（12）照明，通風設備，防火器具是否完好。

3.2 GIS組合電器的定期維護措施

（1）定期對GIS各氣室的壓力值進行一次檢查記錄，每月對跟蹤記錄的壓力值進行分析；（2）定期做好外殼清灰工作；（3）每周記錄避雷器的放電次數及泄漏電流值，每月對跟蹤記錄的數據進行分析；（4）定期做好預防性檢修試驗工作，防止GIS發生觸頭發熱、PT、CT異常等故障。

4 結語

GIS設備故障率低是相對于技術水平落后的常規設備而言，一旦GIS設備發生故障，將為給檢修造成比較大的困難，檢修工作繁雜，發生事故后平均停電檢修時間比常規設備長，停電范圍大，還會涉及到非故障元件。所以在有GIS組合開關的變電站工作的人員，必須規范操作，嚴格按規定進行維護和有效的檢測，做到及時發現問題及時處理，避免事故發生。

參考文獻

[1]陳家斌.變電運行與管理技術[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]劉澤洪.氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）質量管理與控制[M].北京：中國電力出版社，2011.