变电站GIS设备常见故障原因及处理方法分析

王一博 王福杰 马繁宗

摘 要：近年来GIS设备在电力系统中应用越来越广泛，作为电力系统运行的关键装置，其在使用过程中容易发生故障，而且GIS设备故障还具有一定的隐蔽性，因此需要在使用GIS设备中做好故障的处理工作。通过对提高GIS设备故障分析能力，从而快速对GIS故障点进行判断，不仅有利于维持正常的生产作业秩序，而且能够有效的保障电力系统安全稳定的运行。

关键词：变电站；GIS设备；故障；处理

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1 变电站GIS设备常见的故障

1.1 GIS设备常见故障

在GIS设备整体故障中，GIS设备常见故障发生大致占总体故障发生率的20%～40%，而且多在GIS设备运行投产第一年内发生。当前GIS设备操作机构主要以断流器操作机构、电动操作机构及电动弹簧操作机构为主，电动合闸失灵及跳闸后分闸不到位等已成为GIS设备操作机构的常见故障，一旦这类故障发生，则会导致电力系统出现大范围停电事故。

1.2 GIS设备特有故障

在常温下，SF6气体不仅化学性质稳定，而且具有无色、无味及不燃等特点，当SF6气体压力达到0.29MPa时，与空气相比，SF6气体的绝缘性和灭弧能力会处于一个非常高的水平。当SF6气体在运输碰撞或是内部产生粉尘、绝缘件质量较低时，都會导致内部局部发生放电故障，从而使内部电场发生改变，引发绝缘故障。同时在GIS设备运行过程中，内部元件盆型绝缘子和隔离开关也易发生故障，从而影响GIS设备运行的稳定性，因此需要通过日常维护和巡查来对内部元件进行检测。

2 导致GIS设备故障的主要原因

首先，设计阶段。当GIS设备在设计时没有科学合理对元件的绝缘裕度和设计结构进行选择，则会导致GIS设备故障发生。绝缘子故障发生率较高，当对其使用场强参数控制不合理时，则会导致GIS设备使用过程中会有闪络及局部放电现象发生，而且随着使用时间的增加，极易发生绝缘子击穿故障。

其次，制造阶段。生产制造阶段是GIS设备发生故障的重要阶段，因为在此阶段是设备成型期，工艺操作和任何一道工序的执行都会直接影响到设备的质量。在制造过程中，由于操作人员的违规操作，导致错装、漏装等现象的发生，会直接影响到设备的生产质量。生产车间的清洁工作非常重要，如果因为清洁工作不到位，就会导致金属颗粒以及粉尘等杂质遗留在GIS设备内部，留下严重的安全隐患。

最后，运行阶段。GIS设备运行时，当出现违规操作或是雷电过电压情况时，GIS设备接地开关极易发生损坏或是外壳出现闪络，因此需要在日常运行和维护工作中严格按照相关的操作规程进行操作，而且还要做好设备的维修和防护工作。

3 GIS设备故障常用的处理方法

3.1 故障的处理和防护

运行中的GIS设备当SF6气体发生泄漏时，则需要做好气体排泄工作。可以利用室内底部的通风口来排泄气体，同时还要将氧气测量仪和气体泄漏报警装置设备在通风口处，一旦故障发生，则需要采取有效的措施避免泄漏的气体进入到主控室内，同时GIS室内也严禁工作人员随意或是单独进入。当工作需要进入GIS室时，需要提前20分钟进行排风，同时进去时还要穿戴好防护用品。当GIS室内含氧量处于18%以下时，严禁在设备防爆膜附近进行停留。当SF6气体含水量大于规定值要求时，则需要对吸附剂进行更换，同时采用抽真空氮气置换工艺。另外还需要严格对GIS设备制造过程中的使用的原材料质量进行控制，同时还要做好零部件的清理和清洁工作。

利用耐压试验能够对盆型绝缘子故障检测。在长时间的耐压试验中，能够有效的发现盆型绝缘子存在的缺陷和故障。因此对于盆型绝缘子出厂前需要在额定电压下进行局部放电试验，而且试验时长需要在一万小时以上。科学合理对隔离开关的结构进行设计，做好测试检测和定期检修工作，对于使用年限较长的GIS设备，需要对其触头弹簧夹进行及时更换，动静触头氧化层要进行清除，做好螺栓的坚固工作。

当电压互感器的回路发生断路故障时，为了防止出现误动现象，首先应该退出自动装置或者是继电保护装置，防止故障的扩大化。如果发现熔断器熔断，应该及时更换元件，然后进一步查明原因，看回路中是否有其他松动或者接触不良的现象，一旦发现问题及时处理。如果CT二次回路发生故障，做好绝缘保护是首要工作，利用绝缘工具对线路进行检测，对于可能发生故障的区域一定要严格检查，发现异常现象及时处理，对于无法处理的故障要及时上报，避免事故扩大化。

3.2 GIS设备的日常维护、监测和检修

GIS设备运行过程中，故障多发生在投入运行的第一年，因此需要在GIS设备投入运行后要做好日常护理、检测和维修工作。在日常巡视过程中，需要对关键元件的位置指示器、闭锁装置及触头接触等处进行严格检测，同时还要检查各信号灯、指示灯、密度计和压力表的指标是否保持正常的状态。察看GIS设备是否存在漏油、漏气、发热、绝缘老化及金属件锈蚀等现象。利用在线监测装置来有效的监测GIS设备愉部的运行情况，利用局部放电进行早期诊断，及时排除故障。对于运行中的GIS设备，需要在运行三至五年时进行一次小修，主要是对压力表和温度计进行检验，更换液压油、不良紧固件、SF6气体、吸附剂等，测量导电回路接触电路。而大修周期通常以八至十年为宜，对一些磨损件、导电触头、绝缘件及密封环进行更换，清除气室内SF6分解物及一些粉末及微粒等。

结语

相对于其他设备来讲，GIS设备的稳定性较强，但是如果发生故障，不仅需要较长的时间来进行维修，而且相较于常规设备来讲，其检修的范围也较大，会给电力企业带来严重的经济损失。所以为了进一步提高GIS设备运行的稳定性和可靠性，需要制定完善的检修计划，加强日常检测试验，降低事故的发生几率。随着科学技术的发展，各项新技术、新工艺会逐渐运用到GIS设备设计和生产中，设备性能也会越来越完善，能够有效的保证电力系统运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1]刘强.500kV变电站GIS故障预防及相应故障分析[J].科技信息，2012（06）.

[2]曲金秋.变电站GIS设备缺陷分析与防范[J].科技视界，2012（16）.