110kV GIS開關柜故障分析及處理

摘 要：在現如今的實際應用中，GIS開關柜漸漸取代了傳統的高壓開關柜，在人們生活中的作用越來越大，不過在實際生活中它發生的故障也讓人們頭疼。本文對110kV GIS常見的故障進行了分析，并提出了相應的解決措施方案，希望能為讀者提供一些經驗之談。

關鍵詞：GIS開關柜；SF6泄漏；電場強度；接地開關；處理方法

中圖分類號：TM595 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

一、GIS開關柜

GIS是氣體絕緣組合電器設備（Gas Insulated Switchgear）的簡稱，它不同于高壓開關柜將母線、斷路器、CT、PT、隔離開關、避雷器等暴露在空氣中，而是將這些部分用外殼可包起來，再加入六氟化硫氣體一起密封起來。因此GIS開關柜相對于高壓開關柜有著占地面積小，安全系數高，易于維修，運行可靠等等特點，也可以避免高壓開關柜使用中發生的人員觸電事件。GIS開關柜如今已經廣泛的運用在發電站，變電站的開關站里。GIS開關柜的發展，可以說歸功于如今社會和科學技術的高速發展。

二、GIS開關柜的故障事件分析

雖然GIS開關柜如今發展已經十分完善了，在安全系數高和穩定性上有著大幅的提高，但是其并不是說不會發生故障。因此我針對其發生幾種常見故障進行了分析。

（一）六氟化硫氣體大量泄漏

SF6氣體作為開關柜的絕緣氣體，雖然其是一種在常溫下無毒、無色、無味的氣體，但是一旦處在電暈、放電等情況下就會變成危害人體的有毒氣體，甚至可能導致人們死亡。而導致SF6氣體發生大量泄漏的原因可能有多種多樣，比如使用了不合格的防爆膜，因此在運行中承受不了流通的電流或者電壓導致破裂而發生SF6氣體泄漏，或者是由于工作人員的疏忽大意導致開關柜設備的銜接處沒有銜接緊密而發生泄漏事件等等。這個故障在近幾年的GIS開關柜的建設中屢有發生，不僅對維修工作也造成了諸多難題，也暴露出許多人為的過失，實在需要運維人員對此提高警戒。

（二）電場強度發生變化

電場強度的改變在GIS開關柜的應用中也是一個常見并且十分棘手的故障，在的某110kV變電站就發生由于相盆子的密封圈中使用了過多的硅膠而導致開關柜的電場強度產生了變化造成閃洛電壓降低進而導致爆炸。而造成電場強度降低的主要原因有：（1）開關柜中的固體介質表面吸收氣體中的水分產生水膜；（2）介質表面分布著不均勻的電阻或者表面有裂縫凹陷；（3）介質的氣隙處出現了電離現象；（4）長期使用中，設備老化。這些原因都能導致110kVGIS開關柜發生電場強度變化的故障，發生沿邊閃污現象，進而使整個開關柜的運行陷入癱瘓。

（三）接地開關不靈

接地開關跳閘事件曾在2013年的某廠站的GIS開關柜中發生過，在該事件中接地開關突然操作不靈，發生了自動跳閘短路進而導致整個供電網的斷電現象，在后期的維修中花費了較長時間。在對其進行研究中，發現是由于接地開關的絕緣體的絕緣能力下降，而導致內部的電源回路將電流傳向接地開關，而發生自動合閘現象。這種現象在長期使用的110kVGIS開關柜上的發生也是很普遍的，對其運行無疑會產生不利影響，譬如開關柜操作不靈便、發生短路等等，而出現這種現象時，往往在維修費用上耗資巨大，而且不得不相應的停電來進行維修，對人們的日常生活帶來不便。

三、故障的相應處理方法

（一）SF6氣體大量泄漏的處理方法

若在GIS開關柜的使用中出現了SF6氣體泄漏事件。首先應該保持冷靜，保持運行中的GIS所屬的機構箱、現場匯控柜內加熱趨潮器在運行狀態，打開所有的通風裝置并關緊現場匯控柜門，保持閥門原有的狀態，及時撤離所有的工作人員。在15分鐘后到四小時內要進入室內或者是4小時后要對室內進行清掃工作的工作人員，必須提高警戒，進行相應的防護措施，戴好防護面具和手套，穿好防護衣。發現破裂的防爆膜，切斷電源，在對其進行清理時采用汽油或者丙酮，為了能將其噴出的粉末清理干凈，可以應用吸塵器或者毛刷。由于SF6氣體可能導致的危害性，因此要保證所有的處理人員在處理后及時洗澡，避免中毒。

（二）電場強度變化故障的處理方法

為了防止電場強度發生變化進而影響整個GIS開關柜的運行，對GIS開關柜的電器內部進行合理的設計，并在在其安裝時就對其質量進行檢測，要保證在GIS開關柜中采用高質量的絕緣材料。當然，要將能屏蔽電子運動的設備安放在容易出現電離顯現的氣隙位置以此用來提高氣隙擊穿電壓。當然，對其進行時常的檢查和調試是必不可少的一項措施，要對其隨時進行監控和記錄，及時發現設備中譬如電極邊緣效應等等這樣的不穩定現象，并及時安排專業人士進行維修。還要注意設備應使用過長而發生的老化現象，及時將老化部分進行替換，而不要因疏忽大意而導致其最終釀成GIS開關柜整體癱瘓，而減短了其運行壽命。

（三）接地開關不靈的處理方法

對于接地開關不靈的現象，運維人員可以對它的二次回路進行一些技術的改造，警惕爬電現象的發生。使用獨立的一個元件對二次回路中的插件及時進行監控，杜絕其絕緣體性能下降而變成導電體。在整個的110kV的開關柜中，要合理安排母線、斷路器、CT、PT、隔離開關、避雷器與接地開關之間的合理位置，在各個部件中留有一定的空間距離，必要時可以在接地開關上安裝上強制關閉裝置來確保在需要緊急關上接地開關的時候能夠及時關上，而不至于造成更大損失。

四、結束語

本人根據自己的經驗，對于110kVGIS開關柜的三個故障的詳細分析來提出相應的處理方案。但是對于其的研究還是不夠完備的，在實際應用中還有很多故障有待運維人員研究和解決。但是不可否定的是，若是能認真落實每日的GIS開關柜巡查、記錄，以及提高工作人員的專業知識和對于一些故障的應急處理措施的技能，對于開關柜的這些可能發生的故障就有可能扼殺在苗頭之中，減輕國家或者相應企業的人力、財力、物力的負擔，使GIS技術更好為供電企業服務。

參考文獻：

[1]孟玉嬋，朱芳菲.電氣設備用六氟化硫的檢測和監督[M].北京：中國電力出版社，2009（01）：130-132.

[2]趙智大.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2006（02）：61-64.

[3]卓樂友.電力工程電氣設計手冊（電氣二次部分）[M].北京：中國電力出版社，1990.