GIS設備運行存在問題分析及建議

江蘇華電揚州發電有限公司 黃長春

GIS設備運行存在問題分析及建議

江蘇華電揚州發電有限公司 黃長春

隨著科學技術的不斷向前發展，電力工業技術取到了極大的進步。在電力工業方面，越來越廣泛地使用效果更好的GIS設備，但GIS設備在實際應用過程中，容易出現故障，導致一系列問題。因此本文將對其故障原因進行分析，并提出一些解決建議。

GIS設備；問題分析；建議

邁入21世紀以來，電力工業技術發展極為迅速。在電力工業方面越來越廣泛地使用GIS設備，但在實際的應用過程中，GIS設備若出現故障，不但影響電力設備的正常運作，還會造成巨大的經濟損失。

1 概述GIS技術

GIS設備擁有占地面積小、運行可靠性高和維護方便等優點，因此GIS技術越來越廣泛地應用于電力生產之中，有效地提高了電力系統的運行效率。

1.1 GIS設備組成

在電力系統，GIS設備優化了除變壓器之外的全部設備，并組成一個積木式統一整體。GIS設備，是由各種構件組成的，如接地開關（ES）、斷路器（QF）、電流互感器（TA）、隔斷開關（QS）、母線（WB）、電壓互感器（TV）、套管（BSG）和避雷器（F）等。

1.2 GIS技術的特點

GIS技術具有以下幾項特點：

第一，極高的可靠性。通常情況下，為了確保可靠穩定地運行，GIS設備采用的元件處于全封閉的狀態，其中的帶電部分用SF6氣體密封起來。此外，由于GIS設備能夠將導電體產生的噪音、輻射、電場干擾通過良好的導電體接地而隔離開來。并且，GIS設備的重心低、強度高、擁有良好的抗震、耐震效果。

第二， 安全性能好。GIS設備的帶電部分，同SF6氣體被密封在與地面相連的金屬殼體中，有效的降低觸電和火災的風險。

第三，結構小型化。220kVGIS設備占地約為常規設備面積的37%，因為GIS設備選用SF6氣體作為設備滅弧和絕緣介質，能夠有效縮小系統容積、實現規模小型化，使減少占地面積、節約土地資源。

第四，設備安裝時間短。GIS設備在制造廠的內部進行整機的裝配，并且在安裝施工前，就已對GIS設備的每個環節進行了試驗，使現場安裝設備時間極大縮短。

第五，設備檢修方便。因為GIS設備的小型化安裝且離地面比較近，便于檢修工作的開展。此外，在電力系統中，GIS設備布局合理，且采用的滅弧系統先進，使GIS設備使用周期大大延長，減少故障發生頻率。

2 GIS設備在運行時存在的問題

2.1 刀閘操作失靈

經調研，GIS設備曾經發生過多次刀閘操作失靈的狀況。根據最近1年發生問題統計，其中刀閘操作失靈占很大比重。經過分析，刀閘操作失靈，主要是由于刀閘控制接觸器、刀閘輔助觸點受潮接觸不良等因素導致。盡管多數單位為GIS設備加裝刀閘機構箱防雨罩，但濕度較大時，機構箱打開后仍發現內部有明顯的結露。另外，加熱器布置不合理，也是造成刀閘操作失靈的一項主要原因。加熱器布置不合理，使刀閘機構箱內部的潮濕空氣和小水珠不能夠盡快的揮發散去，長時間滯留在機構箱，導致刀閘接觸器和刀閘輔助接觸點受潮銹蝕，進而造成動作卡澀、接觸不良。

2.2 開關拒動

某電廠在220kV的母線轉檢修過程當中，發現220kV分段2015開關拒動。經過檢查，并未發現異常，所有設備和信號正常。發現分、合2015開關控制電源后，2015開關又恢復正常。電站立刻組織人員，對2015開關進行了全面檢查。通過ECS上的歷史記錄，工作人員發現在斷路器拒動的時刻，ECS系統已經順利地發出遙控指令。在確認ECS系統正常之后，電站要求設備廠家來現場進行檢查。經過廠家做了開關的分合閘與機械性能等相關試驗之后，各項試驗數據都符合相關規定要求。最后，經多方確認發現2015測控裝置控制回路一接點松動，將其復緊后，當天便對2015開關進行了多次試分合，均動作正確。

2.3 開關、刀閘機構箱的電纜絕緣破損

某日，一電站的GIS設備ECS發出“SF6壓力低”的警告，然后運行人員查看后，發現各項參數均正常，認為是誤報警。而導致誤報警的原因，是受潮導致信號電纜的絕緣層銹蝕，絕緣性能降低。隨后，檢修人員對GIS設備進行了全面檢查，發現GIS設備的LCP匯控箱到每一開關和刀閘機構箱，以及其他設備之間的控制、信號電纜絕緣保護層受損嚴重，保護層多處銹蝕開裂。主要原因是開關、刀閘機構箱電纜安裝和抽拉的過程中，金屬電纜彎管造成的電纜外保護層刮傷，且未對刮傷部位封堵，導致開關、刀閘機構箱電纜絕緣層破損。

2.4 SF6氣體泄漏

某電站GIS設備投產后，220kVⅩ母225PT氣室、220kV母聯開關Ⅹ母側20565刀閘氣室、220kV甲線線路避雷氣室這3處的SF6壓力在0.36～0.39MPa之間來回波動，低于額定值（報警壓力為0.35MPa，非開關氣室的額定壓力為0.40MPa），與正常氣體的0.42MPa有非常明顯的距離。利用檢漏儀對有可能漏氣的法蘭面、轉動處進行撿漏（包扎撿漏），檢修人員發現在一銅質氣管存在漏氣情況。

3 GIS設備運行問題的解決建議

3.1 設計階段全面考慮

在電力系統工程設計階段，設計人員一要充分考慮GIS設備在實際運行過程當中會面臨的環境、溫度等因素，避免設備的接觸器和二次回路的元件因為進沙塵或是低溫而出現故障。二要盡可能采取預埋槽鋼這種調節性強的GIS設備基礎的預埋方式，以便在安裝電氣時容易找平，利于其高GIS設備的密封性。

3.2 嚴格選用設備

設備采購人員不但要正確選用本體設備，還要嚴格選用控制器、加熱器這些外購附屬設備。這是為了避免因為不過關的附屬設備，而導致主體設備的運行故障。

3.3 安裝過程保持清潔

控制GIS設備運行質量的一個關鍵階段，就是GIS設備的安裝過程，必須保證清潔。但是一般而言，施工現場的條件都不理想，因此需要現場的施工人員嚴格按照安裝要求，保證清潔。在安裝施工之前把施工場地打掃干凈，并鋪防塵膜，清理GIS設備內部的殘留雜物，尤其需要注意鋁導體材料的潔凈。

3.4 注意后期設備保養維護

對于GIS設備運行而言，設備后期的維護保養也是不可或缺的。首先，如果開關、刀閘機構箱的電纜絕緣層破損，應當在晴朗干燥的天氣，修復破損的電纜絕緣層，再用熱縮套來包扎受損電纜，密封處理電纜兩端，并同樣使用密封膠來封堵處理電纜管。其次，定時檢查、結合氣候環境等因素來綜合分析對比SF6氣體的溫度、壓力和控制回路，避免因漏氣導致的GIS設備檢測系統告警、閉鎖或是運行故障。也要避免因為故障判斷錯誤而盲目補充SF6氣體造成設備故障。

3.5 設備缺陷分析

電力系統的工作人員，要嚴格按照國家管理規定，加強對GIS設備的缺陷分析、管理，執行相關的規定。對影響GIS設備安全的重大情況，應當及時采取解決措施，絕對禁止GIS設備帶著重大問題繼續運行。

綜上所述，作為電氣行業的從業人員，要正確了解GIS設備在運行工作中有可能發生的問題和原因，以便對癥下藥，準確迅速地解決問題，避免事故進一步嚴重擴大，造成嚴重的損失。

[1]朱寶林.SF6斷路器技能考核培訓教材[J].北京電力出版社,2015(12).

[2]范娟.220kVGIS設備運行存在問題分析及建議[J].中國新科技,2016(18).

[3]李江.220kVGIS設備運行存在問題分析及建議[J].工藝與設備,2016(02).