220kVGIS設備運行中常見問題及解決對策

摘要隨著我國電力工業技術的不斷發展，SF6全封閉型組合電器即GIS得到了越來越廣泛的應用。近幾年來，由于GIS設備存在缺陷或者設備發生故障，導致國內各電網相繼發生事故。在此基礎上，不斷加強對GIS設備的維護以及缺陷處理，成為當前首要解決的問題。文章對220kVGIS設備運行過程中的常見問題進行分析，并結合實際情況提出了具體的解決對策。

關鍵詞220kVGIS；故障分析；解決對策

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0088-01

現階段，GIS設備成為220 kV變電站中應用最為廣泛的一類高壓配電裝置。這主要是由于該設備具有安全性能高、占地面積小、工作性能優良、滅弧性能良好以及絕緣性能良好等優勢。根據使用地點的不同可將GIS設備分為兩種類型，即為室內GIS設備和室外GIS設備。其中室外GIS設備是基于室內GIS設備的基礎上安裝了防雨及防塵裝置，除此之外，二者的結構構造基本相同。

1220kVGIS設備運行過程中的常見問題

1.1 GIS設備運行中常見問題的分類

根據是否與常規設備的故障相同，可將GIS設備的故障分為兩種，即常規操作故障與GIS設備特有故障。根據相關調查顯示，GIS設備的故障大多都發生于設備投產運行的第一個年份中，其故障發生率大約為常規設備故障發生率的20%~40%。GIS設備的常規操作機構有液壓操作機構、電動彈簧式操作機構以及電動式操作機構等。常規操作機構的常見故障有合閘實效、跳閘后分閘不到位以及引起大面積停電等。GIS設備的特有故障有SF6氣體泄漏、設備內部工件故障、水分含量超標、放電等。

1.2 GIS設備的特有故障

在不同的環境條件中，SF6氣體的化學、物理特征都是不同的。在常溫條件下，不含雜質的SF6氣體具有無味、無色、不可燃燒等特點，化學性質比較穩定；在0.29MPa的壓力條件下，SF6氣體的滅弧性能與絕緣性能會出現驟增的現象，約為空氣的100倍。當SF6氣體受到火花、放電等的影響時，會迅速分解出SO2、HF、SF4等具有高毒性的有害氣體，這些氣體不但會刺激人的皮膚、眼睛外，還會導致人眩暈、窒息，給工作人員的生命安全帶來極大的安全威脅，因而應當積極采取相關措施防治此類事件發生。當SF6氣體發生泄漏時，會導致外部的水汽滲透入室內，使得SF6氣體中的水分增多，進而引發絕緣件或者絕緣子出現閃絡的故障。

GIS設備的內部元件故障主要體現于斷路器、接地開關、互感器等器件中。其中最易出現故障的元件是隔離開關與盆型絕緣子，約占全部元件故障的50%，因而在日常維護工作中必須要加大檢測力度，防止其發生故障。

2GIS設備運行中常見問題的解決措施

2.1 常見問題的防護與處理

1）應當在室內的底部設置一定數量的通風口、氧氣含量測量儀以及氣體泄漏報警裝置等，如此一來，當SF6氣體發生泄漏故障時，可以及時收到報警通知并利用通風口進行通風排氣，以防止氣體進入控制室。在氣體充分排放完成之前，也就是室內氧氣含量達到相關標準之前，禁止工作人員進入GIS室。通常情況下，當SF6氣體泄漏時，應保證排風實踐達到20分鐘以上，并且室內的氧氣含量不得少于18%，否則不得讓工作人員入內工作。

2）當SF6氣體的含水量出現超標現象時，可通過氣體處理車對其進行干燥及過濾處理。倘若SF6氣體中的含水量嚴重超標，則可以更換吸附劑或者采用真空N2置換工藝。

3）為防止GIS設備的內部元件發生故障，日常工作中應嚴格控制GIS設備的原材料質量，并要定期清潔、清理設備中的零部件。

經相關調查研究發現，盆形絕緣子耐壓時間的長短對其故障的發生有很大的影響，因而可以采用長期耐壓試驗的方式判斷絕緣子是否發生障礙或者存在缺陷。此外，為防止金屬粉末或微粒聚集在盆形絕緣子的地步，在設計及安裝過程中，要保證盆形絕緣子處于垂直的狀態。

為避免隔離開關發生故障，1）優化結構設計，避免出現由于結構不合理而引發故障的現象；2）長時間使用后，要及時更換隔離開關的元件，并要對其進行定期檢修及溫度檢測，防止因開關的老化而造成故障的發生。

當電壓互感器發生回路斷線時，應依照規定及時將自動裝置推出或者是采取繼電保護措施。當熔斷器發生熔斷故障時，應立即將其更換并查找故障發生的原因。此外，應對切換回路進行定期檢查，查看其是否存在接頭松動、接觸不良等問題。對于存在的問題要及時進行處理并查明原因，若無法自行處理或無法查明原因，則應立即上報。

2.2 GIS設備的運行維護與檢修

前文中介紹到GIS設備的故障大多發生于投產運行的第一個年份，因而在該時間段應大力加強設備的維護、檢修及檢測。GIS設備日常維護工作的主要內容有：檢測主要元件指示器的位置、觸頭接觸以及閉鎖的位置是否正常；GIS設備中是否存在金屬件銹蝕、絕緣件老化、氣體泄漏等情況。除了上述能夠通過肉眼觀測的故障外，加強對設備內部的粉塵、微粒以及水分等雜物的檢測及清理也是極為重要的。GIS設備的檢修分為大修及小修兩種類型。大修的周期一般為8年~10年，主要是對導電觸頭、絕緣件、密封環以及磨損件等的更換，對GIS室中的微粒、粉末以及SF6氣體的分解物進行清除。小修的周期一般為3年~5年，主要是對壓力表、溫度計進行校驗，對不良緊固件、吸附劑進行更換，對SF6氣體進行干燥、過濾機補充等。

3總結

通過各項研究調查發現，GIS設備的制造、安裝以及維護等方面的工藝對設備是否能安全地運行具有直接的影響。因此，應大力提高設備巡視的工作質量，及時發現設備的故障；定期開展SF6氣體的組分分析工作，應用相關技術檢測設備中是否存在散熱或者放電的現象，以盡早排除設備中的安全隱患；制定設備的組成部件在不同環境及氣候條件下的使用標準，并按照擬定的標準進行試驗，以保證產品的質量。

參考文獻

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作者簡介

江濤（1979-），男，淮南人，助理工程師，管理學學士，研究方向：電氣運行技術與管理。

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