GIS刀闸非全相分合闸故障及其处理方法研究

徐升

摘  要：近年来，我国变电站出现故障的情况愈加频繁，导致这些故障发生的原因是多方面的，其中最主要的原因是雷雨天气以及管理上的疏忽。文章针对GIS刀闸非全相分合闸故障及其处理方法进行了分析和研究。

关键词：GIS;非全相;分合闸故障;处理方法

中图分类号：TM564     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）35-0112-02

在广东省某市，该市供电局所管辖的某片区域由110 kV溪南站和110 kV东里站负责供电，并由110 kV溪南站向110 kV东里站供电。110 kV溪南站分为I、II两段，通过100个开关并列运行。

1  GIS刀闸非全相分合闸故障情况

1.1  故障发生情况

2013年5月20日下午，110 kV溪南站110 kVI刀闸气室内部发生非全相短路故障，电源侧220 kV苏南站和110 kV苏溪I、II线距离II线保护动作跳闸，重合不成功，故障相是A、B两相，致使A、B、C三相电流严重不平衡，测距3.28 km。

1.2  故障处理情况

接到故障通知后，现场调度员命令东里站切断110 kV东盐线136开关，故障发生后半小时，110 kV东里站整体恢复正常供电。变电管理所的工作人员对110 kV溪南站除故障气室外的所有110 kV GIS间隔进行气体成分检测，检测结果并未发现异常，之后，调度员命令恢复110 kV II母供电和溪南站110 kV馈线供电。故障发生当晚，该供电局召开故障分析讨论会，分析设备故障信息和现场检查情况，认定GIS设备出现严重质量问题，需联系生厂商抢修。故障发生后的第四天，故障设备的拆分、封装以及返厂维修的工作基本完成，并预计在该月末全部恢复正常运行。

2  故障发生的原因

2.1  直接原因

通过对上述故障案例的分析，导致GIS刀闸非全相分合闸故障的直接原因是变电站110 kVI母11PT刀闸气室的伸缩节脱离母线筒，气室内的SF6气体出现泄漏，最终导致绝缘功能大幅下降，从而直接引发一次接地刀闸非全相动作。

2.2  间接原因

通过专家团队的分析，导致GIS刀闸非全相分合闸故障的间接原因是气室伸缩筒内调节螺杆底部垫片的损坏，由于垫片的破碎，导致调节螺杆失去本身的作用，受损的弹力垫片会在自身重力的作用下散落到地面，影响到调节螺杆的平衡性，导致它们受力不均匀，在发生数次拉伸和挤压的外力作用时，这些本来固定的调节螺杆就会发生连锁反应，它们会相继与外壳发生分离，最终导致伸缩筒与壳体发生相对位移，形成5 mm左右的环形缝隙，这种缝隙一般出现在对接口处。这一间接原因导致的最终结果就是SF6气体的全部泄露，从而间接引发一次接地刀闸非全相动作。

3  GIS设备的运行操作

3.1  GIS设备的控制方式

目前，GIS设备的控制方式主要可以分为远方控制和就地控制两种。对于远方控制来说，在操作的过程中，应将控制柜内的选控开关切换到显示“远方”的位置上，这样就能对GIS设备进行远方控制操作了。远方控制操作主要来自于保护室，远方操作又可分为两种情况：其一是将测控装置中的“远方”或者“就地”按钮通过CK把手切换到“远方”按钮，这样就能利用监控系统来进行远方操作。其二是将装置中的“远方”或者“就地”按钮通过CK把手切换到“就地”按钮，这种方法主要适用于在装置面板进行的远方控制操作。

对于就地控制来说，直接将现场就地控制柜内的“CK”开关切换到“就地”的位置，这样就能通过操作按钮对现场的隔离开关、断路器和接地刀闸等设备进行就地控制。

3.2  GIS设备的机械连锁条件

GIS设备本身结构比较复杂，若在检修的过程中发现检修系统有其它线路或者设备，这就需要将系统的开关闭锁在某一位置，对于内部闭锁杆来说，当杆上的孔进入到框架内的时候，维修应采用闭锁开关动作，然后再断开电机回路。这时，止挡杠杆的运动被闭锁杆阻挡，导致手柄不能插入到正确的位置，使手动和电动操作都不能进行，如果把框架和锁销锁在一起，系统则处于被锁定的状态，在被锁定之后再加锁，能防止维修过程中出现他人误操作的情况。

3.3  GIS设备的电气连锁条件

在断路器元件和其他开关被控制的状态下，系统不能进行操作，此时，系统的外部联锁不通畅，控制回路处于绝缘状态，联锁线路中的电磁铁无法进行电动操作，如出现止档杠杆不能从手动操作孔上移开的情况时，手动操作和电动操作都不能进行，在进行手动操作的时候，应切断电机控制回路。

3.4  GIS倒闸操作的注意事项

第一，应在操作前对电机回路和控制回路进行检查，确保电压保持在正常水平，这样才能避免出现电机储能时间过长或电机过热损坏的情况。

第二，在进行手动操作之前，应保证相关设备的状态满足外部联锁的条件。

第三，手动操作的时间必须保持在合理范围内，操作结束后必须马上取下操作手柄，以避免出现通电过热导致的电磁铁线圈损坏现象。每次操作的时间间隔应在五分钟之内，且每小时内的操作次数不能大于三次。

第四，在手动操作出现滞带的时候，应及时查清原因并采取相应措施，禁止出现强制操作，这样才能起到保护系统元件的作用。

第五，在进行电动操作时，应注意间隔时间，相邻两次电动操作的时间不能小于30 s，若连续操作的次数大于十次，则间隔时间必须大于或等于120 s，注意避免用手直接按接触器。

4  GIS刀闸非全相分合闸故障的处理方法

4.1  现场应急处理步骤

一般来说，当GIS刀闸发生非全相分合闸故障的时候，现场应急处理可按照以下步骤进行：①组织人员撤离现场。因为在GIS故障发生的时候会放出大量的SF6气体，撤离现场的人员应站在上风口，在人员撤离后，抢修人员应及时打扫现场，清除遗留的固态分解物。②在对内部故障进行处理时，不能直接将SF6气体排放到大气之中，应当对之进行净化处理。③如果遇到GIS设备破裂造成全部气体外泄的情况，应及时采取相关的防护措施，并立即向上级部门汇报。④若防爆膜破裂，应当及时进行停电处理。⑤现场工作人员应当用手刷或者吸尘器将现场防爆膜破损喷出的粉末清除。⑥处理完故障现场后，应及时清洗全部的防护用品，工作人员必须洗澡。最后，在出现SF6气体中毒时，应迅速组织中毒者到医院进行治疗。

4.2  后续故障处理步骤

①及时联系保险公司，进行保险事故查勘定损工作。②对故障设备进行解体并返厂修复，编制事故分析报告，制定相关整改措施。③联系厂家更换所有存在同类隐患的气室伸缩筒的调节螺杆，增加平面垫片数量由一片至三片。④联系相关科研单位分析破裂伸缩筒垫片材料成分，再尝试改良伸缩筒垫片材质。⑤为了彻底排查目前运行的同类型GIS设备的隐患，要求厂家制定巡查方案，加强运行和维护，确保不再发生类似事故。

5  结  语

总而言之，我国的GIS设备与外国先进国家相比还有较大差距，在设备生产、安装以及操作等方面的技术仍有待提高。工作人员在进行实际操作的过程中，必须严格对待各个关键的工艺程序，杜绝出现操作不当引起GIS故障的现象。

参考文献：

[1] 陈根永，陈永华，贾俊洁，等.基于GIS平台的配电网故障诊断算法[J].

电力自动化设备，2011，（3）.

[2] 蒋涛.GIS的常见故障及其诊断与处理研究[J].中国机械，2013，（9）.

[3] 尹媛媛.基于GIS的配电网故障定位及其最佳抢修路径的研究[D].济   南：山东大学，2014.