500kV变电站GIS设备耐压局放问题的处理

何琦

摘 要：随着经济发展对电力资源的依赖型逐渐加大，电力企业为满足电力用户需求不得不在远距离传输之前将电厂生产的电压升高，并在用户使用之前将电压降低，这种电压的升降就是依靠变电站实现，GIS设备（气体绝缘开关设备）是变电站的重要组成部分，可以将变电站中除变电器以外的一次设备进行优化设计使之有机的组合成一整体，但近年来随着变电站规模的扩大，变电站GIS设备耐压局放问题日益明显，为电网的持续性、安全性和可靠性埋下隐患，文章以500kV变电站为例，对GIS设备耐压局放问题的处理展开分析，为电力产业发展做出努力。

关键词：500kV变电站；GIS设备；耐压局放问题；处理

前言

500kV变电站即最高电压等级为500kV的变电站，其通常以枢纽变电站的形式存在，其主要功能是通过与电网中的诸多关键点、下一级电压的电力网连接和对若干输电主干线路的汇集，以大、中型发电厂的身份与最高一级电压电力网连接，使之成为相邻电力系统间的联络点和下一级电压电力网的主要电源，多个枢纽变电站和主干线路可以构成电力网的整体骨架，由此可见500kV变电站在供电系统中占有重要地位。

1 500kV变电站GIS设备耐压局放问题的处理依据

GIS设备是集联络、控制、测量、保护等功能于一体的高度集成化电器，近年来其凭借防火性能强、安全性和可靠性高、占地面积小、便于日常维护等优点在变电站中得到广泛的应用，但由于其易发生耐压局放问题，导致其老化、受潮、构件局部缺陷等故障多发，耐压局放问题既是GIS设备绝缘劣化的征兆和表现，又是绝缘进一步劣化的主要原因，当GIS设备绝缘击穿发生会导致严重的后果，对GIS进行耐压局放检测对于及早发现其内部的绝缘缺陷具有重要的意义，可以为采取有效措施控制争取时间，保证GIS设备的可靠性，同时完善耐压试验自身存在的缺陷，及时发现GIS制造和安装工艺的“清洁度”，并在此基础上确定故障位置，针对性的进行处理。

目前GIS设备耐压局放问题主要依靠超声波、脉冲电流、高超频等检测方法实现定位，超声波检测方法即通过在GIS设备外壳上直接加设传感器，并在移动手持传感器的过程中找到耐压局放故障的方法，其主要依据GIS设备发生耐压局放问题会产生冲击的振动和声音，传感器对其信号进行捕捉，现阶段此方法已经较为成熟，但由于声音在六氟化硫气体中的传输率只有每秒140米左右，而且高频部分会快速衰减，所以虽具有抗磁干扰性能强的优点，但其信号模式复杂的缺点仍不能忽视；脉冲电流检测又称耦合电容法，其主要是通过在GIS设备外壳贴上电容电极耦合，并利用其探测GIS设备发生耐压局放问题时导体芯上所随之发生的电压变化，所以其具有结构简单，便于实现等优点，但现场操作时，耐压局放所产生的信号会与现场不可控的各种噪声混合，使识别的难度加大，所以在实际应用的过程中仍受到较大阻碍；高超频检测即通过对高超频段内某频段进行局部放电信号传感，并通过架空线与500kV变电站母线上的电晕放电等形式实现300MHz频段以上的抗干扰，使GIS设备的同轴结构形成良好的波导，使其内部的局放产生的超高频电磁波实现有效地传播。因此，此方法舍去了常规电气测试方法中难度较大的电力系统干扰环节，改善了耐压局放检测的信噪比，通过三种检测方法阐述可以发现高超频检测方法更适合于需要长期进行连续监测的设备，脉冲电流检测更适合于实验室检测；超声波检测更适合于现场试验，具体应用要结合500kV变电站GIS设备实际应用情况进行选择[1]。

2 500kV变电站GIS设备耐压局放问题的有效处理

500kV变电站GIS设备在电网正常运行过程中起到重要作用，但其结构复杂，发生耐压局放问题在短时间内很难准确定位，影响电网供电可靠性，所以要做好500kV变电站GIS设备故障预防，例如运输过程避免因强烈震动或撞击致使设备内部元件发生移位或松动，安装过程中规避密封不严或安装错位等人为操作性失误，避免出现气室气体外泄或外界水分流入等影响设备绝缘性的现象出现，另外，设备自身的选材质量不达标或生产安装过程中由于人为疏忽导致导电粒子存留于设备内部、连接电极表面处清理不合格存在划伤、毛刺等问题都有可能导致500kV变电站GIS设备在未投入使用前就已经存在故障隐患，由此可见，运输和安装过程中的有效预防是保证500kV变电站GIS设备不出现耐压局放问题的基本前提[2]。

在500kV变电站GIS设备投入使用中，如果发生耐压局放问题，会导致设备易老化、受潮或发生局部构建缺陷，严重影响设备正常运行，所以在500kV变电站GIS设备发生故障时应结合耐压试验、局放试验和耐压局放检测办法准确定位发生位置并有效进行控制，这依赖于日常工作中对运行人员相关设备故障分析及故障点判断知识的培训力度，因为GIS设备罐体发生耐压局放问题从设备表面并不能直接判断，需要结合保护动作报告、故障录波器报文等进行分析判断，并在此基础上对气室压力值、防爆膜进行全面的检验，此过程需要利用内窥镜、观察窗等工具检测是否存在无粉末状分解物，通过录波电流方向逐步确定故障发生位置，并结合判断位置的气体取样分析是否真正发生耐压局放问题[3]。值得注意的是如果500kV变电站GIS设备耐压局放问题已经导致GIS设备发生明显的故障，那么在故障点准确判断前不应强行送电，应在经过试验确定主设备未在耐压局放问题下发生严重损伤的前提下进行送电，如果设备故障严重要求现场解体时，考虑到500kV变电站GIS设备组成中的六氟化硫气体有毒性和其在耐压局放问题下的反应，应佩戴防毒面具，以免发生危险。在具体操作中应避免六氟化硫气体流入大气，先对其进行回收，考虑到六氟化硫气体受潮会影响GIS设备正常运行，所以在解体操作的过程中应注意周围湿度应在70%以下，并在重新安装前对设备内部六氟化硫气体进行检漏试验，防止因人为安装不到位，导致气体外泄发生危险，在设备罐体更换后要对新的罐体重新进行耐压和局方检测，以此杜绝新的问题发生，在进行试验过程中同样要注意隔离外加试验电压与带电运行设备的刀闸断口应在两个以上，防止击穿设备等故障发生[4]。

通过上述分析可以发现，500kV变电站GIS设备运行中发生耐压局放问题主要是因为自由金属颗粒进入或发生毛刺放电、电位悬浮、绝缘内部缺陷、屏蔽罩松动、导电杆接触不良等原因，在处理的过程中主要针对危害性较大或可能导致较严重后果的问题进行，如自由金属颗粒进入这类问题可以不进行直接处理，在定期检测后根据其变化趋势选取某时间段统一处理即可。

结束语

综上所述，500kV变电站在我国供电系统中起到重要租用，而GIS设备是500kV变电站的重要组成部分，其出现耐压局放问题会直接影响500kV变电站的功能发挥，所以明确500kV变电站GIS设备耐压局放问题出现的原因，并有针对性的进行有效处理是电力产业发展、提升电网安全性、可靠性的必然选择。

参考文献

[1]陈玉全.500kV变电站GIS设备运行维护[J].自动化应用，2011，11：.58-60.

[2]刘侠.GIS设备安装调试技术在500kV变电站电气施工中的应用研究[J].通讯世界，2014，8：68-69.

[3]徐节，刘玮，张建德，等.500kV十堰变电站220kV GIS设备管母支撑角钢运行情况分析[J].湖北电力，2014，8：23-26.

[4]张炜，杨明，李峰，等.500kV地下变电站GIS设备交流耐压试验研究[J].华东电力，2009，11：1912-1914.