變電站GIS設(shè)備的故障診斷及檢修分析

邱林攀

摘 要：GIS設(shè)備應(yīng)用于變電站，是變電站主要設(shè)備之一，它具有良好的滅弧防爆性能。保證GIS設(shè)備的穩(wěn)定性和其工作的連續(xù)性，對煤礦的供電系統(tǒng)的正常運(yùn)營有著重要意義，一旦設(shè)備出現(xiàn)了故障問題，那么就會影響到變電站的安全運(yùn)行，造成電網(wǎng)事故，大面積停電且綿延速度極快。因此，在電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，做好變電站GIS設(shè)備的故障檢修就異常重要。本文將論述GIS設(shè)備一些常見的故障，針對這些故障提出檢修分析及運(yùn)維措施與建議，希望為從業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站GIS設(shè)備;常見故障診斷;相關(guān)檢修分析

0 前言

GIS設(shè)備是一種集成性電器，即氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，或者SF6全封閉組合電器，被廣泛應(yīng)用于變電站。GIS設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)包括斷路器、匯控柜、開端設(shè)備、互感器等，而常見故障也就出現(xiàn)在這幾個具體結(jié)構(gòu)上。它雖出現(xiàn)故障概率小，維修工作量也比較少，但由于工作時間長，也會出現(xiàn)許多故障。對其常見故障，也不可以隨意與馬虎，相關(guān)工作單位應(yīng)重視起來。

1 GIS常見故障

圖示為GIS的基本組成，可以從圖中看到它的基本構(gòu)件，本文要研究它產(chǎn)生故障的原因，并相應(yīng)的提出解決措施。一般GIS常見的故障就是斷路器和互感器出現(xiàn)問題，斷路器內(nèi)分合閘無法完成，互感設(shè)備所測出值有很大的偏差以及它內(nèi)部零件的安裝問題。

1.1 斷路器出現(xiàn)故障

斷路器的故障一般是由于斷路器中的電能不足及控制回路發(fā)生問題等影響到分合閘動作無法正常完成。再細(xì)致探究，出現(xiàn)此現(xiàn)象的主要原因如下：電源未連接或切斷了電源，電源中斷分閘供電;控制分合閘回路出現(xiàn)了問題，短路斷路導(dǎo)致分合閘無法完成或斷路器接觸不良也有可能造成分閘動作無法正常完成。例如，GIS設(shè)備腔體內(nèi)因六氟化硫氣壓下降，氣壓達(dá)不到規(guī)定值，進(jìn)入閉鎖狀態(tài)，無法分合，斷路器無法正常使用;在開關(guān)的一側(cè)靠近時，互感器的屏蔽罩會與GIS設(shè)備中的外側(cè)維持連接，而線路另一邊隔絕六氟化硫氣體從而處于絕緣的狀態(tài)，如此狀態(tài)下不產(chǎn)生回路;合閘的彈簧彈性勢能沒有足夠大，分合閘動作難以成功完成。

1.2 密封的SF6氣體泄露

變路器設(shè)備中會大量用到SF6氣體，它是一種惰性氣體，無色、無味、無毒，密度大于空氣，所以大量沉積在低處，被其圍住地方?jīng)]有空氣，一定量的有害的分解物成份可能還會損害人身健康。氣體泄漏一般由于密封性出現(xiàn)問題，在不同的地方發(fā)生漏氣情況。如焊接時電流過大，焊縫燒開或由于較大的局部應(yīng)力，焊縫炸裂;GIS金屬外殼沙眼漏氣，鑄造外殼時，存在雜質(zhì)或氣泡，在應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生裂痕;法蘭結(jié)合面也會產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，法蘭面加工精度粗糙，密封墊的老化，密封墊圈安放位置并沒有垂直于法蘭面結(jié)果槽內(nèi)上下墊圈壓縮量不同，GIS的盆式絕緣子和罐體法蘭由于溫度變化而伸縮量不同，這些都會導(dǎo)致漏氣。還有一些其他原因使SF6氣體泄漏，GIS 設(shè)備當(dāng)中密封位置與管路之間的連接位置還有焊接點(diǎn)出現(xiàn)故障。

1.3 互感設(shè)備有偏差

GIS互感器設(shè)備在使用過程中會發(fā)生所測電流數(shù)值不準(zhǔn)確的情況。最近，某500KV變電站GIS設(shè)備電流互感器主回路電流測量結(jié)果就很反常，后復(fù)檢是發(fā)生故障，電流測量結(jié)果與真實(shí)數(shù)值相差幾乎快要大于10。所以互感器故障導(dǎo)致的錯誤也不可小覷。在GIS投入工作中，要想正常運(yùn)行，就只有保證互感器開關(guān)與屏蔽罩接近位置接觸到金屬外殼，另一端與金屬外殼之間處于絕緣下，并不能產(chǎn)生回路。多次使用設(shè)備，GIS設(shè)備必須分分合合合，產(chǎn)生的震動使絕緣端發(fā)生松動現(xiàn)象，使絕緣端與外殼發(fā)生連接現(xiàn)象。閉合回路的條件無法達(dá)到。若絕緣端與金屬外殼連接成了閉合回路，根據(jù)物理原理，產(chǎn)生的感應(yīng)磁通量就因互感器上二次繞組，會在屏蔽罩內(nèi)生成反向電流，電流相抵消，因此測量值與實(shí)際值產(chǎn)生了偏差。

1.4 GIS一些故障內(nèi)部原因

除一些外部因素導(dǎo)致GIS故障，其實(shí)很大一部分還是GIS內(nèi)部原因?qū)е隆IS本身的質(zhì)量就不達(dá)標(biāo)。在制造廠方面，車間清潔度差，總裝配車間將一些其他雜物殘留在GIS內(nèi)部，出廠前也沒清理。在制作GIS時也不按照工藝規(guī)程，另外在選取制作材料時，貪圖便宜選取不合格產(chǎn)品，這些再投入運(yùn)行中都可能導(dǎo)致內(nèi)部閃絡(luò)、接地短路導(dǎo)體過熱等情況。在安裝方面，安裝人員對金屬件的劃痕、凹凸不平處沒有進(jìn)行及時處理，或?yàn)榱粟s工期，在上建工程、照明工程、通風(fēng)工程沒有完全結(jié)束時就強(qiáng)行安裝GIS，也會因沒有規(guī)劃而錯裝漏裝，這些都會導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)、絕緣擊穿、導(dǎo)體過熱等。

2 GIS故障檢修分析

2.1 斷路器故障檢修

一旦確定為斷路器故障，則最先要對電源進(jìn)行處理。電源提供足量的電量支持，若沒有足夠的電量支持，合閘分閘均無法完成。工作人員對斷路器電源進(jìn)行檢查，確認(rèn)電源已經(jīng)斷開。同時對熔絲當(dāng)前情況進(jìn)行檢測，若斷路器已確定為空開狀態(tài)，就試合空開。若確定為熔絲斷裂，就更換新的熔絲。若是回路發(fā)生故障，請專業(yè)人員對回路進(jìn)行問題排查檢修。一旦發(fā)現(xiàn)SF6壓到警戒值以下，產(chǎn)生壓強(qiáng)太小沒有方法支持分合閘時，就快速中斷斷路器的電源，同時關(guān)閉操作機(jī)構(gòu)，對關(guān)閉機(jī)構(gòu)上做出標(biāo)志，然后進(jìn)行相關(guān)維修。若斷路器發(fā)生的問題是分合閘，則分別對其分析，若是無法完成分閘動作，中斷斷路器電源，若保持?jǐn)嗦菲麟娫纯臻_，則要向上級報(bào)告，將重合閘停止，經(jīng)過上級批準(zhǔn)后，用母聯(lián)串代的方法把未曾發(fā)現(xiàn)的故障的斷路器換到另外一側(cè)的母線上，再次中斷故障斷路器，進(jìn)而維修。如果出現(xiàn)無法完成合閘操作的現(xiàn)象，那中斷電源，申請重新合閘，然后再請專業(yè)檢修人員來進(jìn)行檢修。

2.2 有關(guān)檢驗(yàn)SF6氣體

對于SF6氣體，優(yōu)先就要做到盛裝氣體的儀器質(zhì)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，在選取材料時要精心挑選，不能一心只為利益，而選取粗制劣造的儀器。定時檢查SF6的空氣含量，雖然這種氣體無毒，可一旦泄露，聚集一定量的氣體也會對人體造成傷害。對于檢驗(yàn)SF6氣體是否泄露分為常用方法和紅外檢漏法。常用方法可用液體表面張力法，利用肥皂水的張力，在漏縫處有氣泡冒出;SF6電離法定性檢漏，脈沖高壓下產(chǎn)生連續(xù)放電作用，由于SF6氣體具有強(qiáng)負(fù)電性，就會改變電暈電廠的強(qiáng)度從而達(dá)到檢測效果;SF6激光檢漏法，利用儀器接受反射的紅外線激光形成圖像。而對于紅外檢漏法，則是利用SF6極強(qiáng)的紅外吸收力，尤其是波長為10.6um的紅外線。這種方法是目前最安全、最先進(jìn)的方法。

2.3 互感設(shè)備故障處理

互感器出現(xiàn)故障的狀況不是很經(jīng)常，再加上它的故障征兆很隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)。所以一旦出現(xiàn)故障，并不會馬上被發(fā)現(xiàn)，表面上并不會出現(xiàn)異響、異動、失控等明顯現(xiàn)象，這時就需要操作人員根據(jù)自己積累的經(jīng)驗(yàn)，靈敏的察覺能力，在細(xì)微之處發(fā)現(xiàn)問題。一旦發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生的跡象，便遵循以下方法：最先查找故障的點(diǎn)位和原因，找到問題根本。但工作人員因高壓并不能近距離接觸設(shè)備，這時就靈活采取對互感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的方式進(jìn)行檢查，針對數(shù)據(jù)異常處，申請斷電開蓋檢測，找到原因，進(jìn)一步維修和處理。若無法修復(fù)，則需要更換原件，選擇符合使用要求的規(guī)格型號。更換后對設(shè)備的接地端和非接地端進(jìn)行松緊確認(rèn)，確認(rèn)無誤后，方可合蓋、通電。技術(shù)人員也不要忘記觀察維修后GIS參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，電流測試是否準(zhǔn)確，確認(rèn)無誤后，方可正式投入使用。

2.4 選取GIS建議

為了減少很多在施工中GIS因自身原因帶來的麻煩，在選取GIS時，不要貪圖便宜，要選擇質(zhì)量好的、制造精心的產(chǎn)品，并對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測。在使用前可進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試主回路的導(dǎo)電電阻，主回路的耐壓、密封性、SF6氣體微量水含量等，都確保嚴(yán)格符合國家制定的標(biāo)準(zhǔn)。在安裝時，選擇高質(zhì)量的施工單位，因安裝導(dǎo)致隱患的情況案例也有很多，所以在安裝時要選擇高素質(zhì)、水平好的安裝單位。

2.5 GIS整體維護(hù)措施

強(qiáng)化對設(shè)備自身的現(xiàn)地控制柜實(shí)施維護(hù)，只有這樣才能從根部解決GIS故障。設(shè)備自身的控制柜當(dāng)中的全部元器件，提高對它所具備的性能實(shí)施檢測的能力，對于達(dá)不到規(guī)定要求的密度繼電器，要在第一時間進(jìn)行更換。同時對設(shè)備所具備的操作性實(shí)施加強(qiáng)維護(hù)。保證設(shè)備整體在操作時不存在缺陷，滿足實(shí)際操作施工期的功率要求;保證使用的液壓油不存在變暗變渾濁的現(xiàn)象;同時保證所有操作機(jī)構(gòu)和斷路器這兩方面的功能;實(shí)施具有預(yù)防性質(zhì)的測試，保證所有開關(guān)部位全部能夠達(dá)到最好的工作狀態(tài)。

3 結(jié)尾

相關(guān)部門一定要對設(shè)備頻繁產(chǎn)生的故障與檢修加強(qiáng)重視，檢修人員也要認(rèn)真檢修故障原因，對其進(jìn)行修復(fù)，還有一些不能明確開展維護(hù)工作承擔(dān)責(zé)任的情況，則需要對相關(guān)人員，在實(shí)際責(zé)任落實(shí)方面，展開監(jiān)督管理。最大限度保證該設(shè)備能夠安全，并且高效地開展正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯興旺，任成剛，王興洋.淺談500kV變電站GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)[J].科技風(fēng)，2018（06）：168.