變電站GIS組合電器設備的異常及故障處理方法

摘 要：變電站GIS組合電器設備的運行性能對電力系統安全運行起著決定性作用。設備的健康水平是確保電網安全、穩定運行的物質基礎，變電站在工作過程中，一旦發生異常在現場沒有被恰當的處理，將會對生命財產造成巨大的損失，因此，如何正確的處理變電站事故是變電站管理人員必須掌握的一門技能。

關鍵詞：GIS；故障；處理；原因

GIS由斷路器、母線、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等原件組合而成，其絕緣介質為SF6氣體。由于它具有優良的技術性能和占地面積小等特點，所以獲得了廣泛的應用。人們通常都認為變電站GIS組合電器設備是一種先進的高科技設備，幾乎不會發生故障，這種想法是錯誤的，這實際上是相對分離式敞開設備而言的。實際上GIS設備并不是不發生故障，只是故障發生的頻率確實要小一點，但是，一旦出現故障，其后果遠比分離式敞開設備要嚴重的多，故障的修復工作也甚為復雜，不僅修復時間長，并且經濟損失大，因此對變電站GIS組合電器設備的故障進行研究探討是非常有意義的。本文將會介紹一些變電站GIS組合電器設備常見的故障，以及一些常見故障的排除方法。

1 變電站GIS組合電器設備的常見故障

常見故障可分為兩大類：①與常規設備性質相同的故障，如斷路器操作機構的故障等。這類故障的故障率大致與常規電力設備相同。②GIS特有故障，如GIS絕緣系統的故障等。這類故障的重大故障率為0.1-0.2次/年。一般認為，GIS的故障率通常比常規變電所低，但GIS事故后的平均停電檢修時間比常規變電所要長。

GIS常見故障經常表現在下面幾個方面：①氣體泄漏。氣體泄露是目前較為常見的故障。輕者，使GIS需要經常補氣；重者，使GIS被迫停止運行。②水分含量高。SF6氣體水分含量增高通常與SF6氣體泄露相聯系。因為泄露的同時，外部的水汽也向GIS氣室內滲透，使SF6氣體的含水量增高，從實踐可以得知，SF6氣體水分含量高是引起絕緣子或其他絕緣件閃絡的主要原因。③內部放電。經過實踐證明，GIS內部不清潔、運輸中的意外碰撞和絕緣件質量低劣等都可能導致GIS內部放電現象。④斷路器液壓操動系統漏油。⑤內部元件故障。GIS內部元件包括斷路器、隔離開關、負荷開關、接地開關、避雷器、互感器、套管、母線等。運行試驗表明，其內部元件故障時有發生。

2 故障原因分析

2.1 源于制造廠的原因

①車間環境差。GIS制造廠的制造車間的清潔度差，特別是總裝配車間，由于清潔度差，使金屬微粒、粉末和其他雜物殘留在GIS內部，留下隱患，導致故障。由于這個原因造成的故障大約占GIS總故障的16%。②裝配誤差大。在裝配過程中，使可動元件與固定元件發生摩擦，從而產生金屬粉末和殘屑并遺留在零件的隱蔽地方，在出廠前沒清理干凈。由于這種原因引起的故障約占GIS總故障的10%。③不遵守工藝規程。在GIS零件裝配過程中，不遵守工藝規程，存在把零件裝錯、裝漏及裝不到位等。④材料質量不合格。制造廠選用的材料質量不高，甚至有的材料很差。

2.2 源于設計的原因

設計不合理或者絕緣裕度很小，也是造成故障的原因之一。例如GIS中支撐絕緣子的使用場強是一個重要的設計參數。目前環氧樹脂澆注絕緣子的使用場強可高達6KV/min，而不會發生問題。如果使用場強高達10KV/min，起初可能沒有放電現象，但運行幾年后就可能擊穿。由于設計不合理造成的故障大約占GIS總故障的7%。

2.3 源于運行中的原因

在GIS運行中，由于操作不當也會引起故障。例如將接地刀閘合到帶電相上，如果故障電流很大，即使快速接地刀閘也會損壞。

2.4 源于安裝過程中的原因

①不遵守工藝規程。安裝人員在安裝過程中不遵守工藝規程，金屬件有劃痕、凹凸不平之處未得到處理。據統計，由于制造廠和安裝單位的工藝不良，造成的故障約占40%。②現場清潔度差。安裝現場清潔度差，導致絕緣件受潮、被腐蝕；外部的塵埃、雜物等侵入GIS內部。③裝錯、裝漏。安裝人員在安裝過程中有時會出現裝錯裝漏的現象。屏蔽罩內部與導體之間的間隙不均勻；或者沒有裝上去即漏裝；螺栓、墊圈沒有裝或緊固不緊。④異物沒有處理。安裝工作有時與其他工程交叉進行。例如土建工程、照明工程、通風工程沒有結束，為了趕工期，強行進行GIS設備的安裝工作，可能造成異物掉入GIS中，而沒有處理。有時甚至將工具遺留在GIS內部，留下隱患。

3 變電站GIS組合電器設備故障的表現及實際處理方法

斷路器有下列情形之一，應申請停電處理。如：①套管有嚴重的破損現象。②斷路器內部有爆裂的聲音。③少油斷路器滅弧室冒煙或內部有異常響聲。④油斷路器嚴重漏油，油位看不見。⑤空氣斷路器內部有異常的聲響或嚴重漏氣，引起壓力下降，橡膠吹出。⑥SF6氣室嚴重漏氣或發出操作閉鎖信號。⑦真空斷路器出現真空損壞的咝咝聲音。

3.1 斷路器故障處理

①斷路器動作分閘后，值班人員應立即記錄故障發生時間、停止音響信號，并立即進行事故特巡檢查，判斷斷路器本身有無故障。②斷路器故障分閘自動重合或試行強送后，無論成功與否，均應對斷路器外觀進行仔細檢查。③斷路器故障發生拒動，造成越級跳閘，在恢復系統送電時，應將發生拒動的斷路器脫離系統并保持原狀，待查清拒動原因并消除后方可投入使用。④SF6斷路器發生意外爆炸或漏氣等事故，值班人員接近設備要謹慎，盡量選擇從上風處接近設備，必要時要帶防毒面具、穿防護服。

3.2 電壓互感器的故障處理

①電壓互感器保險熔斷或自動開關跳閘，應立即恢復。若再次熔斷或跳閘，應檢查其本身及二次回路有無故障。②當電流表沒有指示的時候，應看互感器二次是否短路。③當電壓表、功率表指示不正確的時候，應檢查TV二次回路及TV本身有無故障并處理。④當互感器接頭發熱嚴重或者瓷件損壞、冒煙、著火時，應立即將其退出運行并檢查處理。⑤當互感器發生下列情況時，必須立即停止運行，并匯報調度和工區，即：冒煙、發出焦臭味道；內部有放電聲音或者其他噪音，引線與外殼之間放電；嚴重漏油；熔絲（或自動開關）連續熔斷。當TV內部冒煙的時候，禁止用刀閘進行故障隔離，而應通過改變運行方式用斷路器切斷故障電壓傳感器；當互感器著火時，應立即切斷電源，并用干式滅火器或黃沙滅火。

4 結束語

隨著變電站GIS組合電器設備在我國使用的越來越多，其故障發生率也在不斷的提高。如何使GIS設備安全的運行已經是一個必須要高度重視的問題。廠家在生產的時候一定要嚴格把握產品質量關，確保產品的材料和安裝工藝，從而確保產品在出廠時候的可靠性；另外要重視提高現場作業人員的素質，加強對他們相關知識的培訓，從根本上減少故障的發生率，保證生命財產的安全。

參考文獻

[1]方輝.淺述GIS在城市變電站中的應用[J].科技創新導報，2011，（20）：127.

[2]白艷梅.淺談GIS組合開關在變電站中的應用技術要點[J].科技信息，2011，（32）：576.

[3]魏琴梅.電力GIS組合電器故障分析與對策[J].中小企業管理與科技，2013，（01）：299.