GIS檢修管理要點與優化

谷曉東，陳晉

國網山西省電力公司運城供電公司

GIS檢修管理要點與優化

谷曉東，陳晉

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文章首先就GIS設備穩定性以及SF6氣體屬性特征進行分析，而后進一步結合實際工作環境中GIS的情況，對兩個方面常見的典型GIS設備故障做出分析，對于加深GIS設備認識有著一定的積極價值。

GIS；SF6；檢修；管理

氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS，Gas Insulated Switchgear），是一種新型的高壓電器和高壓配電裝置，該裝置以SF6氣體作為絕緣介質來展開工作，并且一直以來都以高可靠性著稱于世。近年來隨著GIS在電力環境中的越來越廣泛的應用，其穩定運行也開始引起關注。

一、GIS穩定性影響因素分析

GIS系統主要由斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線和套管幾個主要組件構成，將高壓元器件密封在金屬筒中，并且以SF6氣體作為絕緣性能和滅弧性能良好的介質展開工作。這種結構和工作原理，決定了GIS系統本身在占地面積和抗干擾方面表現良好，并且其以檢修周期長、維護工作量小以及運行整體成本較優等特征著稱，這些因素都推動著GIS系統的深入應用。

想要展開有效的GIS系統檢修工作，首先應當對其工作原理有所了解。其中SF6氣體作為GIS系統的核心組件，本身是一種無色無臭無毒的非燃性惰性化合物，并且對于金屬以及其他絕緣材料不存在腐蝕特征。

SF6屬于重氣體，其中的硫原子和氟原子均具有較強的電負性，其共價鍵具有極高的穩定性，這是SF6氣體接近惰性氣體的根本所在，但是這種狀況僅僅存在于溫度不太高的環境之下，溫度升高，SF6氣體的惰性會隨之喪失。但是當SF6氣體含有較高水分的時候，就無法在高溫環境下保持穩定，會與水發生反應，生成SO2以及HF和氧氣。而GIS設備內部發生放電的時候，電弧溫度能夠升高到5000℃以上，觸頭和母線會在這樣的環境下釋放出金屬蒸汽，如果在這樣的環境下金屬箱內存在大量水分，經過一系列的反應，最終會生成CuF2、WO3、AlF3、SOF2等物質，其中CuF2、WO3、AlF3等物質會議粉末狀沉淀在GIS底部，而SOF2、SO2F2、SOF4以及HF等則混合成為有毒氣體充斥與GIS密封環境內部，但是這些物質本身還會存在一定的腐蝕作用，對GIS內部絕緣組件帶來危害。

在GIS系統中，對于母線氣隔等環境，由于不存在分斷電流，因此局部放電現象也不會發生，SF6氣體既保持穩定狀態。基于此種考慮，對于GIS的維護檢修，應當對其內部水分進行嚴格控制。通常而言，大修后水分含量應當保持在150μL/L范圍內，運行過程中則需要控制在300150μL/L范圍內，對于非斷路器氣隔環境，該標準可以適當放松，大修后保持在250150μL/L范圍內，而運行中則應當保持在500150μL/L范圍內。

在實際的工作環境中SF6氣體本身具有較高的耐電強度和極強的滅弧特征。其本身具有良好的負電性，因此容易吸附電子形成離子，從而阻礙放點的形成，并且SF6氣體分子直徑大，促使電子自由行程縮短，更加能夠限制能量的積累。除此以外，SF6氣體的電離電位大，有助于減小電離可能性。并且當SF6氣體與電子相遇的時候，會因為極化增加能力損耗，削弱碰撞電離能力。綜合這幾個方面特征，SF6氣體在絕緣和滅弧特征以及工作原理即可以清晰。除此以外，SF6氣體相對而言更為適用于均勻電場環境中，電場環境不均勻特征的強弱，在一定程度上決定了SF6氣體的適用特征。

二、GIS檢修工作要點分析

通過對GIS系統工作特征，尤其是SF6氣體屬性的分析，可以發現，密封性和氣體環境中的水分必然會成為GIS系統檢修與管理工作的核心所在。在這樣的基礎之上，進一步面向GIS的檢修工作展開剖析，除了加強管理，確定好檢修工作的周期，推動信息技術的發展，積極采集GIS系統工作狀態的外圍數據，建設狀態檢修體系以外，還應當依據GIS設備自身屬性來展開檢修，確保安全工作的基礎之上實現檢修工作自身的優化。

從檢修流程的角度看，在面對GIS設備展開檢修的時候，必須嚴格遵守相關檢修步驟標準。相關工作人員應當在專業檢修維護方案的指導之下展開工作，并且符合實際要求的實用性，同時應當注意提前斷開用電設備，保證人員安全。進一步考慮到缺陷氣室內的SF6氣體自身的危險特征，檢修人員可以考慮對其進行回收，利用打開法蘭蓋之后的吸附劑實現氣室情節，在執行完畢檢修之后立刻把具備在高溫烘干條件下的吸附劑氣室的法蘭蓋關閉，隨后對GIS氣室實行抽真空檢測，待指標合格后注入額定的SF6氣體，并且在檢修完成之后的24小時內密切測定SF6氣體含水量值。

在GIS檢修過程中，還應當對常見的故障有所了解，便于第一時間實現故障的排除。對于GIS設備漏氣問題，作為最為常見的故障表現，其漏氣多發生于閥門與密封面之間的連接處，對于GIS的工作影響嚴重。造成此種狀況的因素眾多，各個方面問題都可能發生較為常見的原因多為設備老化與外力損傷。針對此種情況，應當首先做好GIS設備室的預防與檢測，加強預防控制。其次還應當安排專人做好GIS設備的日常檢修和維護，參照GIS故障發生記錄，對常見的故障點加強維護，及時發現。日常維護的時候，應當注重氣室壓力狀況，結合對應儀器展開精確檢查。

刀閘絕緣拉桿也是GIS設備常見的故障表現節點，多表現為主變保護動作的跳閘。檢修的過程中可以先經過對SF6氣體取樣以及動作保護來展開分析，明確故障所在位置，而后對解體相隔離開關的放電跡象進行考察，最終確定故障。遇到此種故障的時候，可以考慮更換相刀閘以及地刀相應罐體，借以實現避免設備故障出現的目標。此種方式對于大型變電站而言尤為適用，并且在發生故障之后，應當對隔離開關的絕緣桿及時更換，保證電力系統正常工作。

三、結論

GIS設備在當前電力系統中的應用日漸深入，其檢修工作也得到越來越多的關注。實際工作中一方面應當加強對其原理以及檢修技術的學習，另一個方面還應當積極建設其數據庫，實現有效狀態檢修，多個方面共同推動GIS設備正常工作。

［1］陳林東.GIS設備缺陷分析及檢測技術研究［D］.華南理工大學，2012.

［2］江濤.220kVGIS設備運行中常見問題及解決對策［J］.硅谷，2014（12）