特高壓GIS 設備的狀態評估及檢修方法研究

張純

摘要：在現代的電力系統中，GIS設備已經得到了廣泛關注。在具體的應用中，當所使用的材料、工藝技術有所不同時，GIS設備的質量也會有所不同。設備如果不合格，運行中就會存在質量問題，加之沒有采取有效的維護措施，電力系統的運行就會缺乏穩定性。在選擇 GIS設備的時候，要優先選擇質量優良的設備，并在設備運行中做好技術維護工作，使設備的良好性能得以充分發揮，保證設備處于穩定的運行狀態。

關鍵詞：特高壓;GIS設備;狀態評估;檢修方法

GIS（gasinsulatedswitchgear）是指一種將斷路器、隔離開關、快速接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、套管及電纜終端等其他功能部件封閉組合在接地的金屬外殼中并采用 SF6作為絕緣介質的電器裝置。當前對 GIS展開的研究工作大部分集中在檢測技術領域，對其健康狀態及剩余使用壽命評估領域的研究未見有比較成熟的報道。電力技術與市場經濟的高速發展已經對電力設備的管理提出了新的要求，需要電力企業在 GIS全壽命周期內基于 GIS的狀態實行有針對性的差異化檢修管理方案。

1、GIS設備常規檢修與狀態檢修的區別

GIS設備常規檢修，指的是根據用電負荷及相應的停電計劃，結合日常維護發現的設備缺陷，開展的設備檢修計劃。這種檢修方法，有其特定的局限性，即用電負荷高無法停電檢修、停電時間短、相關備品備件少等原因制約著 GIS設備的檢修質量。在市場經濟的飛速發展，用電負荷的不斷的增加，電力設備不斷增加的情況下，這是一種可靠性不高的檢修方法。可見設備的狀態檢修也將逐步成為設備檢修的主流。

GIS設備狀態檢修，指的是通過日常對設備的狀態監測（即日常巡視及后臺運行數據監控）、月度及年度開展的維護記錄、檢修及消缺（缺陷消除）統計及分析等多方面數據，進行對應的設備檢修———A類檢修（大修及技改）、B類檢修（對設備的某些部件開展專項維護）及 C類檢修（例行停電檢修和日常巡視維護）。

2、GIS設備的狀態評價

GIS設備安裝及調試的過程中，由于相關零部件不是同廠的設備，部分是集成部件，就算是現場的設備監造，也不一定完全發現其故障隱患。當整體設備組裝完成，投入運行后，設備的故障才開始浮現，如氣室漏氣，隔離開關無法正常電動操作等設備隱患的出現。隨著設備的維護量增多，暴露的設備隱患解決，維護人員將對 GIS設備的各項性能得以充分認知;

有用壽命期：GIS設備投入運行后，周期維護得當、在進行設備操作時不出現失誤及文明作業、結合用電情況合理利用設備，將會使設備的有用壽命得以延長，如 30年前的日本三菱設備，從安裝到現在，可靠安全運行。（正常 GIS設備壽命周期為 30年）。但是如果對設備缺乏維護，安裝工藝低且不規范、設備原材料次品、操作失誤或野蠻操作，超過設備的極限值等偶發情況，會大大縮短 GIS設備的有用壽命周期;

GIS設備投入運行的年限增長，用電負荷的不斷升高，設備操作次數的增多，GIS設備內部會出現觸頭磨損、碳化、物理及化學反應的變化，外觀及內觀的絕緣老化，開關滅弧室中的局部放電增多等相對應的問題。為此，不一一對應開展專項設備檢修，昀終會使設備損壞，甚至徹底報廢。

通過對上的三方面的分析，針對 GIS設備的磨合期、有用壽命期、損耗期，開展一一對應的專項設備檢修，可將設備安全隱患消除在萌芽狀態，從而確保設備安全可靠運行。

3、GIS設備的參量分析

從設備試驗結果中可分析，若 GIS設備耐壓強度的降低，即設備中的 SF6氣體密度也隨之降低;其次，從氣體含水量（微水試驗）結果（大于 150ppm）中，設備發生泄漏（如：密封不嚴、逆止閥閥芯損壞等情況），從而氣體含水量超標（微水試驗）。當氣體含水量超標（微水試驗）大于 150ppm，小于 1000ppm需要縮短試驗周期（半年或三個月），若氣體含水量超標（微水試驗）大于 1000ppm，就需要立即進行處理，因為這不僅關系到設備的問題，更重要的是有可能嚴重影響電網的安全可靠運行;

GIS設備中斷路器（開關）的導電回路的測量，是進行設備檢修、安裝及設備驗收的必須項目。因為斷路器（開關）導電回路之間的接觸電阻直接決定斷路器（開關）的回路電阻測量數值。因為其數值的高低，直接與短路電流切斷能力的高低直接掛鉤。若斷路器（開關）試驗回路電阻大，說明斷路器（開關）內部設備隱患，引致設備內部過熱，從而加速設備的氧化，若是設備內部氧化嚴重，嚴重會使斷路器（開關）燒毀;

GIS設備中斷路器（開關）及隔離開關的操作次數及儲能系統監測。通過日常巡視記錄及變電站內的監控系統后臺報文，采用定量采集及取樣分析，能夠有效發現液壓操作機構頻繁打壓、泄壓及彈簧操作機構儲能電源消失等缺陷;

紅外測溫及成像。除了日常的巡視外，對負荷高居不下的情況，需要對設備進行紅外測溫通過及成像，特別是出線套管的接觸部分、動、靜觸頭接觸部分（斷路器），隔離開關接觸部分等，都需要密切注意。

4、GIS設備的檢修內容及流程步驟

4.1GIS設備檢修內容

對于 GIS設備的檢修無非分為三種，巡視檢修、臨時檢修和定期檢修，這三種檢修方式構成了 GIS設備的檢修內容。①巡視檢修即安排固定人員對于設備進行常規的檢查，對于一些常見的問題進行巡視式的維修，對于一些 GIS設備出現的常見問題進行有效解決;②定期檢修也就是通過對于GIS設備進行有效了解，同時根據企業具體情況，對于 GIS設備進行定期檢修，一般情況下，檢修時間應該選擇不影響生產任務，同時保證 GIS設備的正常運行。③臨時檢修也就是在 GIS設備出現問題時，進行臨時故障搶修。

任何一個時間段的檢修方式都應該做到對于 GIS設備的檢修技術了然在心，并且對于 GIS設備進行有效的檢修方式，針對 GIS設備出現的不同問題進行不同針對的了解，按照相關規定進行有序工作，如果 GIS設備出現一些較為嚴重的問題，甚至可以進行返廠修理等。

4.2GIS設備檢修技術的主要流程

GIS設備的檢修過程有著明確的相關流程。對于 GIS設備而言，遵照相關工作流程進行檢修，才能真正保證整個檢修過程的全面和到位。通常情況下 GIS設備檢修工作的風險性相對較小。對于現代 GIS設備檢修而言，更應該注意的便是對于檢修人員的安全性進行保證，在保證人身安全的前提下進行，通過回收裝置進行 GIS設備內 SF6氣體的回收，檢修完成后，將氣體重新注入 GIS設備內。

5、GIS設備檢測及維護技術應用

5.1超聲波局部放電法

超聲波檢測法是在設備發生局部放電時，利用激發出的超高頻電磁波信號，產生壓力波，再形成超聲波脈沖。該超聲波的波長比較長，且方向性強，能量集中。超聲波局部放電檢測就是在超聲波傳感器收到信號時，診斷是否產生了局部放電現象。超聲波檢測的設備簡單、技術相對成熟，且能進行帶電測量。且超聲波信號對電場的抗干擾能力較強，因此對設備缺陷的定位能達到非常精確的程度。

5.2超高頻局部放電法

GIS內部的局部放電會產生超高頻電磁波信號。超高頻波檢測是 GIS內的超高頻傳感器測量產生的超高電磁波信號，傳輸、放大后傳給計算機和測試儀，進而研究分析得到不同絕緣缺陷的特征頻譜。超高頻波檢測的設備簡單、技術相對成熟，且可以在不受其它設備的影響下，不改變運行方式，進行帶電測量，昀終實現連續在線監測。該檢測方法能進行大范圍測量且能實現快速的初定位。

6、結語

綜上所述，當今國民經濟的高速發展，使電力負荷在急劇增長的同時，對電網的運行可靠性和供電質量的要求越來越高。因此，需要相關工作人員在實際生產中對于 GIS設備的故障問題進行全面總結，積極開展狀態評估，大力運用帶電檢測技術，充分了解 GIS設備優劣，掌握相關檢修技術，也只有這樣，GIS設備才會真正成為現代供電系統的主流。

參考文獻

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