110kV變電站GIS設(shè)備的故障和處理方式探索

摘要：GIS設(shè)備是110kV變電站重要的一部分，在電力網(wǎng)絡(luò)正常運行中，起著十分重要的作用。本文簡單介紹了GIS設(shè)備，詳細介紹了GIS設(shè)備的常見故障，分析了出現(xiàn)故障的原因，并提出了相關(guān)解決措施，對于GIS設(shè)備的日常維護和及時解決故障有著積極意義。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；GIS設(shè)備；故障處理方式

變電站是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，保證其安全、穩(wěn)定運行對于整全電力網(wǎng)絡(luò)的正常運行具有較大的影響。在變電站中要應(yīng)用到各種高壓配電裝置，其中應(yīng)用比較廣泛的就是GIS設(shè)備，其不僅具有滅弧性能良好、絕緣性能好的性能，還具有占地面積小的優(yōu)點，除此之外，室外GIS設(shè)備還具有防雨、防塵裝置，這使得其在實際應(yīng)用中具有非常好的應(yīng)用性能。但是GIS設(shè)備在實際運行過程中受到各種因素的影響，出現(xiàn)相關(guān)故障是難以完全避免的。本文就主要結(jié)合GIS設(shè)備的運行特點，對其常見故障及故障處理方式予以簡單分析研究。

1、GIS設(shè)備概述

GIS是六氟化硫全密閉式組合電器的英文簡稱，該設(shè)備的所有帶電部分都是由無磁鑄鐵、鋁合金、不銹鋼的金屬外殼包圍，并且其內(nèi)部充滿了具有良好的絕緣性能與滅弧性能的SF6氣體。

GIS設(shè)備與傳統(tǒng)的敞開式的配電裝置相比具有諸多的優(yōu)點，主要表現(xiàn)為：設(shè)備運輸方便、

設(shè)備維護方便、占地面積小等特點，在110KV變電站中，其占地面積只有常規(guī)設(shè)備面積的三分之一左右；另一方面，GIS設(shè)備中的主要帶電元件都處于密閉的外殼中，具有抗震性能強、不受外界環(huán)境影響的特點，并且其加上精密、技術(shù)先進、設(shè)備選材優(yōu)良，具有故障率低、整體噪聲小、能耗損失小、維修周期長的優(yōu)點。隨著GIS設(shè)備應(yīng)用范圍的擴大，國內(nèi)外的GIS設(shè)備生產(chǎn)廠家的數(shù)量也在不斷的增大。

2、110kV變電站GIS設(shè)備常見故障

2.1 110kV變電站GIS設(shè)備中的常見故障

由于運行過程中受到各種因素的影響，導(dǎo)致GIS設(shè)備運行過程中出現(xiàn)各種各樣的故障是難以完全避免的。對其運行過程中的各種故障進行分類，主要劃分為常見故障與特有故障兩種類型有統(tǒng)計研究顯示，GIS設(shè)備的故障率大致為常規(guī)設(shè)備的五分之一到五分之二左右，并且常出現(xiàn)于設(shè)備投產(chǎn)運行的第一年中，GIS設(shè)備的操作機構(gòu)主要由電動彈簧操作機構(gòu)、電動操作機構(gòu)、斷流器操作機構(gòu)等共同組成，該部分常見的故障有：因電動合閘失靈或者是跳閘之后分閘不到位導(dǎo)致的大面積停電等。

2.2 110kV變電站GIS設(shè)備中的特有故障

GIS設(shè)備中含有SF6氣體，對該氣體的化學(xué)性質(zhì)進行簡單分析發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定，并且具有不燃、無色無味的特點，一旦壓力值達到0.29Mpa，其滅弧性能與絕緣性能非常的強，能夠達到空氣的一百倍但是該氣體也具有自身的缺點，就是在受到電弧、火花及局部放電的影響時，其會分解成為對人體有毒害作用的氣體，如氟化氫、二氧化硫、四氟化碳等，這些氣體，對于人體健康具有較大的影響，對于人體的粘膜、皮膚及眼睛都很容易產(chǎn)生刺激作用，甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)頭暈、室息甚至是死亡等嚴重癥狀。

另一方面，SF6泄露之后，氣體中的水分含量會上升明顯，容易出現(xiàn)由于氣體水分含量過大導(dǎo)致絕緣件或者是絕緣子的閃絡(luò)故障由于內(nèi)部粉塵、絕緣件的質(zhì)量較差或者是運輸碰撞等也會導(dǎo)致GIS內(nèi)出現(xiàn)局部放電故障，出現(xiàn)這種故障容易引起內(nèi)部電場的變化，最終引發(fā)絕緣故障；還有一種故障為接地/隔離開關(guān)、母線、互感器、斷路器等內(nèi)部元件出現(xiàn)故障損封、，調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，GIS設(shè)備中最容易出現(xiàn)故障的元件是隔離開關(guān)與盆型絕緣子，該類故障占到了所有內(nèi)部元件故障發(fā)生率的一半以上，所以在日常的設(shè)備檢查及維護上作中，應(yīng)該重視這兩個元件的檢測。

閃絡(luò)與破裂是盆型絕緣子中常見的故障，在隔離開關(guān)中最常見的故障就是機械結(jié)構(gòu)的失靈，如分閘不到位、銹蝕等，另一方面，由于開關(guān)觸頭彈簧接觸不良等原因很容易導(dǎo)致導(dǎo)電回路中出現(xiàn)開裂、發(fā)熱異常或者是松動互感器的故障主要表現(xiàn)為電流互感器故障與電壓互感器故障，絕緣燒壞、去磁作用消失等一次開路等問題是電流互感器中常見的故障；熔斷器熔斷、輔助接點接觸不良、二次接線松動等是電壓互感器中的常見故障。

3故障原因分析

對110KV變電站GIS設(shè)備常見故障的產(chǎn)生原因進行簡單分析，依據(jù)其出現(xiàn)的順序，主要表現(xiàn)為這樣幾全方面：設(shè)計、制造、安裝及運行。在其設(shè)計階段中，導(dǎo)致故障產(chǎn)生的最主要的原因是元件的絕緣裕度選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，例如：如果一項容易出現(xiàn)故障的絕緣子的使用場強參數(shù)的控制不合理，就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的故障。相關(guān)的實踐表明，應(yīng)該將環(huán)氧樹脂澆注絕緣子的場強控制在6kV/mm以內(nèi)，如果其設(shè)計參數(shù)超出該值，在使用初期可能不會出現(xiàn)閃絡(luò)及局部放電現(xiàn)象，但是對著使用時間的增大，就很容易出現(xiàn)擊穿故障其次，GIS設(shè)備的生產(chǎn)制造階段屬于故障控制及產(chǎn)生的關(guān)鍵階段，在實際的設(shè)備制造過程中，一定要選擇能夠滿足質(zhì)量要求的原材料，并要嚴格按照相關(guān)的工藝流程實施操作，在設(shè)備的裝配過程中，如果進行違規(guī)操作就很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)零件的漏裝、錯裝以及配合不到位的現(xiàn)象，這就會直接影響到設(shè)備的運行質(zhì)量，容易導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)，另一方面，在設(shè)備的裝配過程中，一定要注意保持車間的清潔以及出廠之前的內(nèi)部清理上作，防止有金屬微粒、粉末以及其他的雜物遺留于GIS設(shè)備中，引發(fā)設(shè)備故障；最后，在設(shè)備的運行過程中，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的重要因素是需擊或者是違規(guī)操作，這很有可能導(dǎo)致接地開關(guān)的損壞及外殼的閃絡(luò)。

4故障處理方式

一旦在GIS設(shè)備中出現(xiàn)SF6氣體泄露，首要上作是通過設(shè)在室內(nèi)底部的通風口開展氣體的排泄，還應(yīng)該在室內(nèi)設(shè)置氣體泄露報警裝置及氧氣量測量儀，并要采取有效的措施防止氣體進入到主控室中，對工作人員的生命安全造成威脅，并要嚴禁工作人員隨意進入到GIS室中，所有上作人員在進入GIS工作室之前，需要穿戴好防護用品，并要先排風20分鐘，

在含氧量低于百分之十八的情況下，不能進入到GIS室中開展相關(guān)工作，尤其是不能在設(shè)置有防爆膜的附近停留，一旦SF6氣體的含水量超出一定值，需要應(yīng)用氣體處理車實施過濾與干燥處理，當氣體含水量或者是吸附劑的含水量過多時，應(yīng)該應(yīng)用抽真空氮氣置換工藝，并要進行吸附劑的更換，在處理其內(nèi)部的放電故障時，應(yīng)該對原材料的質(zhì)量予以嚴格控制，并要積極做好零部件的清潔與清理工作。

對于電壓互感器回路中出現(xiàn)的斷線故障，首先應(yīng)該依據(jù)相關(guān)規(guī)定退出繼電保護或者是自動裝置，防止其出現(xiàn)誤動作，如果發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷，應(yīng)該立即進行更換，并查明其熔斷原因，并要檢查切換回路中是否存在接觸不良及所有接頭是否存在松動、斷頭現(xiàn)象。

有研究表明，盆型絕緣子的故障率與其耐壓時間長短有密切的聯(lián)系，長時間的耐壓試驗?zāi)軌蚣皶r發(fā)現(xiàn)盆型絕緣子中是否存在缺陷或者是故障，所以制造廠在設(shè)備出廠前，應(yīng)該對每個盆型絕緣子實施額定電壓下的局部放電試驗，并且試驗時長應(yīng)該保持在一萬小時以上，

在其安裝的過程中，應(yīng)該注意保證其垂直；對于設(shè)備中的隔離開關(guān)，首先應(yīng)該保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，并要做好其溫度檢測及定期檢修上作。

GIS設(shè)備出現(xiàn)故障最為頻繁的時期為投入運行的第一年，做好這段時間的檢測、日常護理及維修管理工作非常的必要，要對設(shè)備中關(guān)鍵元件的位置指示燈、觸頭接觸、閉鎖位置等予以嚴密監(jiān)測，保證其能夠正常上作，這對于相關(guān)故障的預(yù)防具有積極的作用。

5結(jié)語

在110kV變電站中，GIS設(shè)備是一種十分普及應(yīng)用的設(shè)備。在日常使用過程中，一旦GIS設(shè)備出現(xiàn)故障，將會造成較大影響，作為GIS設(shè)備的維護人員，必須意識到其出現(xiàn)故障所帶來的危害，并能夠及時解決故障，保證GIS設(shè)備正常運行，從而保證110kV變電站的正常運行。

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