浅谈GIS设备易发生事故的原因及倒闸操作注意事项

2012-10-26雷春萍宁夏银川供电局银川750011

中国科技信息 2012年7期

雷春萍宁夏银川供电局，银川 750011

雷春萍宁夏银川供电局，银川 750011

SF6气体绝缘金属全封闭组合电器设备(简称GIS）的应用范围越来越广，电力系统对GIS设备引发事故的程度也越加重视，本文论述了GIS设备倒闸操作方法及注意事项，并对GIS设备常见的几类事故，如：SF6气体微水超标引起的事故；GIS导体对外壳电弧短路引起的事故；倒闸操作不当引起的事故等，进行了原因分析，提出了预防事故的防范措施。

GIS设备；倒闸操作；事故原因；防范措施

概述

GIS设备是由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管等7种电气元件组合而成。安装在充有一定压力的SF6气体金属壳里。根据各元件功能的不同将GIS的金属外壳分成若干个气室。GIS设备气室如图1所示。

图1 GIS气隔分布图

由于GIS设备运行安全可靠、检修周期长、维护工作量少、安装方便、占地面积少且GIS设备受环境影响小等优点，在电网得到广泛应用。GIS设备虽突出优点，当若发生故障，对设备损坏严重、停电范围大，受现场环境条件限制，检修难度大，修复时间较长。本人所在某220kV变电站就是一座GIS 变电站。为了掌握GIS设备性能，查阅了诸多资料并在现场与安装调试人员探讨GIS设备的技术性能。并参与变电站设备验收及投入工作，收集整理GIS设备在运行过程中出现的异常和缺陷，对GIS设备常见的事故进行分析，为积累运行经验掌握第一手资料，以便对今后的运行工作起到指导和预防作用。因此，对GIS设备常见事故的原因进行分析探讨，制定相应的防范措施，预防事故的发生。

1 GIS设备常见事故

1.1 SF6气体微水超标引起的事故

GIS设备SF6气体湿度的监测手段是保证GIS设备安全运行的重要条件。水分渗入是影响GIS设备安全运行的关键，SF6气体微水含量要求值如表1所示。

表1 SF6气体微水含量要求值(x10-6，v/ v）

SF6气体湿度高,对断路器气室(有电弧分解物的气室）及没有电弧分解物的气室有着不同的影响。对断路器气室，湿度偏高时，SF6气体的电弧分解物在水分参与下会产生很多有害物质，从而腐蚀断路器内部结构材料使绝缘下降，缩短触头的寿命，增大触头的接触电阻：湿度严重超标时，会引起盆型绝缘子表面水分凝结，从而造成绝缘子表面闪络。湿度超标还会降低气体的绝缘强度，容易引发事故。

微水超标的主要原因有：

（1）密封件的老化和渗透；

（2）各法兰面密封不严；

（3）吸附剂饱和失效；

（4）在测试SF6气体压力、水分以及补气过程中带入的水分等原因。

当水分进入到SF6气体中，气体中含水量持续上升无疑是外部水蒸气向设备内部渗透的结果。水的渗透力极强，而且大气中水蒸气分压力通常为设备中水分分压力的几十倍，甚至几百倍，在这一压力作用下，大气中的水分会逐渐透过密封件进入造成气体绝缘下降而容易引发事故。

1.2 GIS导体对外壳电弧短路引起的事故

GIS设备触头包括断路器和隔离开关触头，当触头接触不良时会出现过热现象。长时间过热会形成恶性循环，最终导致触头失去弹性，触头电阻变大。由于严重发热，引起触头金属物熔化，从而形成尖端放电，造成GIS导体对外壳电弧短路而引发事故。

1.3 倒闸操作不当引起的事故

由于GIS设备的全封闭性，大部分都没有配观察孔。当GIS设备运行时间长、操作频繁或安装质量不好时，在倒闸操作过程中可能会引起其隔离开关假分或假合(即指示位置与实际位置不一致），合闸(分闸）不到位的情况也有可能发生，这两种情况都会引起GIS设备事故和误操作事故。

1.4 其它原因引起的事故GIS设备在运行过程中，最常见的是SF6气体泄漏，该类事故通常发生在组合电器的密封面、焊接点和管路接头处，约占整个GIS故障的50%左右，由于密封垫老化、焊缝出现砂眼均会引发事故，再就是GIS内部放电故障，由于制造厂家车间环境、安装工艺造成内部进入杂物，使GIS内部电场分布不均匀，存在悬浮电位，导致电场强度局部升高，进而产生电晕放电，GIS中金属杂质和绝缘子中气泡的存在都会导致电晕放电或局部放电的产生。在某变电站发生了220kV三相共箱母线筒内部放电故障，设备检查发现B相母线与其支持绝缘子上的支撑件之间出现放电痕迹，造成局部电场不均匀引起的放电故障。

2 应采取的防范措施

2.1 SF6气体微水超标引起的事故应定期测量SF6气体的湿度，分析历年测量的结果，对湿度超标的隔室，必须及时进行气体处理。由于泄漏而补气次数较多的气室，根据渗透理论，大气中的水分会慢慢地渗入，故要加强对该气室SF6气体湿度的监测。SF6气体湿度的测量结果，往往受环境温度和湿度的影响，故气体湿度的定期测量最好选择在同一环境条件下。

2.2 GIS导体对外壳电弧短路引起的事故应定期进行回路电阻测量。电阻值必须与投产前的测量值进行比较，必要时比较分析其它类似的回路电阻值，判断设备在良好工况下运行。定期使用红外热像仪对GIS设备触头部位进行温度测量。根据设备负荷情况、环境温度、历史数据及类似回路部位进行综合分析，判断设备在良好工况下运行。

2.3 倒闸操作不当引起的事故应对于没有配观察孔的GIS设备，当隔离开关或接地刀闸操作后，无法看到设备的实际位置，检查方法应按《电力安全工作规程》第2.3.6.5执行，可通过设备机械位置指示、电气指示、带电显示装置、仪表及各种遥信、遥测等信号来判断。判断时，应有两个及以上的指示，且所有指示均已同时发生对应的变化才能确定该设备已分闸（合闸）。对于三相联动操作机构，可在隔离开关操作过程中，有现场运行人员观察三相操作连杆的转动情况和机械位置指示的最终位置，判断隔离开关的分合闸情况。

2.4 在断开断路器并确认断路器已分闸后，应立即断开断路器合闸电源，再操作有关隔离开关。此外，GIS设备在运行时，隔离开关的电机操作电源必须断开，防止由于直流回路接地引起运行中的隔离开关带负荷误分、合闸事故。

2.5 隔离开关操作指令发出后，若由于某种原因操作失灵，必须断开操作控制回路直流电源，防止由于指令自保持而引起隔离开关自动分合闸事故。