变电站GIS设备的故障诊断及检修分析

邱林攀

摘 要：GIS设备应用于变电站，是变电站主要设备之一，它具有良好的灭弧防爆性能。保证GIS设备的稳定性和其工作的连续性，对煤矿的供电系统的正常运营有着重要意义，一旦设备出现了故障问题，那么就会影响到变电站的安全运行，造成电网事故，大面积停电且绵延速度极快。因此，在电网快速发展的背景下，做好变电站GIS设备的故障检修就异常重要。本文将论述GIS设备一些常见的故障，针对这些故障提出检修分析及运维措施与建议，希望为从业者提供参考。

关键词：变电站GIS设备;常见故障诊断;相关检修分析

0 前言

GIS设备是一种集成性电器，即气体绝缘开关设备，或者SF6全封闭组合电器，被广泛应用于变电站。GIS设备的具体结构包括断路器、汇控柜、开端设备、互感器等，而常见故障也就出现在这几个具体结构上。它虽出现故障概率小，维修工作量也比较少，但由于工作时间长，也会出现许多故障。对其常见故障，也不可以随意与马虎，相关工作单位应重视起来。

1 GIS常见故障

图示为GIS的基本组成，可以从图中看到它的基本构件，本文要研究它产生故障的原因，并相应的提出解决措施。一般GIS常见的故障就是断路器和互感器出现问题，断路器内分合闸无法完成，互感设备所测出值有很大的偏差以及它内部零件的安装问题。

1.1 断路器出现故障

断路器的故障一般是由于断路器中的电能不足及控制回路发生问题等影响到分合闸动作无法正常完成。再细致探究，出现此现象的主要原因如下：电源未连接或切断了电源，电源中断分闸供电;控制分合闸回路出现了问题，短路断路导致分合闸无法完成或断路器接触不良也有可能造成分闸动作无法正常完成。例如，GIS设备腔体内因六氟化硫气压下降，气压达不到规定值，进入闭锁状态，无法分合，断路器无法正常使用;在开关的一侧靠近时，互感器的屏蔽罩会与GIS设备中的外侧维持连接，而线路另一边隔绝六氟化硫气体从而处于绝缘的状态，如此状态下不产生回路;合闸的弹簧弹性势能没有足够大，分合闸动作难以成功完成。

1.2 密封的SF6气体泄露

变路器设备中会大量用到SF6气体，它是一种惰性气体，无色、无味、无毒，密度大于空气，所以大量沉积在低处，被其围住地方没有空气，一定量的有害的分解物成份可能还会损害人身健康。气体泄漏一般由于密封性出现问题，在不同的地方发生漏气情况。如焊接时电流过大，焊缝烧开或由于较大的局部应力，焊缝炸裂;GIS金属外壳沙眼漏气，铸造外壳时，存在杂质或气泡，在应力作用下逐渐产生裂痕;法兰结合面也会产生漏气现象，法兰面加工精度粗糙，密封墊的老化，密封垫圈安放位置并没有垂直于法兰面结果槽内上下垫圈压缩量不同，GIS的盆式绝缘子和罐体法兰由于温度变化而伸缩量不同，这些都会导致漏气。还有一些其他原因使SF6气体泄漏，GIS 设备当中密封位置与管路之间的连接位置还有焊接点出现故障。

1.3 互感设备有偏差

GIS互感器设备在使用过程中会发生所测电流数值不准确的情况。最近，某500KV变电站GIS设备电流互感器主回路电流测量结果就很反常，后复检是发生故障，电流测量结果与真实数值相差几乎快要大于10。所以互感器故障导致的错误也不可小觑。在GIS投入工作中，要想正常运行，就只有保证互感器开关与屏蔽罩接近位置接触到金属外壳，另一端与金属外壳之间处于绝缘下，并不能产生回路。多次使用设备，GIS设备必须分分合合合，产生的震动使绝缘端发生松动现象，使绝缘端与外壳发生连接现象。闭合回路的条件无法达到。若绝缘端与金属外壳连接成了闭合回路，根据物理原理，产生的感应磁通量就因互感器上二次绕组，会在屏蔽罩内生成反向电流，电流相抵消，因此测量值与实际值产生了偏差。

1.4 GIS一些故障内部原因

除一些外部因素导致GIS故障，其实很大一部分还是GIS内部原因导致。GIS本身的质量就不达标。在制造厂方面，车间清洁度差，总装配车间将一些其他杂物残留在GIS内部，出厂前也没清理。在制作GIS时也不按照工艺规程，另外在选取制作材料时，贪图便宜选取不合格产品，这些再投入运行中都可能导致内部闪络、接地短路导体过热等情况。在安装方面，安装人员对金属件的划痕、凹凸不平处没有进行及时处理，或为了赶工期，在上建工程、照明工程、通风工程没有完全结束时就强行安装GIS，也会因没有规划而错装漏装，这些都会导致GIS内部闪络、绝缘击穿、导体过热等。

2 GIS故障检修分析

2.1 断路器故障检修

一旦确定为断路器故障，则最先要对电源进行处理。电源提供足量的电量支持，若没有足够的电量支持，合闸分闸均无法完成。工作人员对断路器电源进行检查，确认电源已经断开。同时对熔丝当前情况进行检测，若断路器已确定为空开状态，就试合空开。若确定为熔丝断裂，就更换新的熔丝。若是回路发生故障，请专业人员对回路进行问题排查检修。一旦发现SF6压到警戒值以下，产生压强太小没有方法支持分合闸时，就快速中断断路器的电源，同时关闭操作机构，对关闭机构上做出标志，然后进行相关维修。若断路器发生的问题是分合闸，则分别对其分析，若是无法完成分闸动作，中断断路器电源，若保持断路器电源空开，则要向上级报告，将重合闸停止，经过上级批准后，用母联串代的方法把未曾发现的故障的断路器换到另外一侧的母线上，再次中断故障断路器，进而维修。如果出现无法完成合闸操作的现象，那中断电源，申请重新合闸，然后再请专业检修人员来进行检修。

2.2 有关检验SF6气体

对于SF6气体，优先就要做到盛装气体的仪器质量达到一定标准，在选取材料时要精心挑选，不能一心只为利益，而选取粗制劣造的仪器。定时检查SF6的空气含量，虽然这种气体无毒，可一旦泄露，聚集一定量的气体也会对人体造成伤害。对于检验SF6气体是否泄露分为常用方法和红外检漏法。常用方法可用液体表面张力法，利用肥皂水的张力，在漏缝处有气泡冒出;SF6电离法定性检漏，脉冲高压下产生连续放电作用，由于SF6气体具有强负电性，就会改变电晕电厂的强度从而达到检测效果;SF6激光检漏法，利用仪器接受反射的红外线激光形成图像。而对于红外检漏法，则是利用SF6极强的红外吸收力，尤其是波长为10.6um的红外线。这种方法是目前最安全、最先进的方法。

2.3 互感设备故障处理

互感器出现故障的状况不是很经常，再加上它的故障征兆很隐蔽，不易被发现。所以一旦出现故障，并不會马上被发现，表面上并不会出现异响、异动、失控等明显现象，这时就需要操作人员根据自己积累的经验，灵敏的察觉能力，在细微之处发现问题。一旦发现有故障发生的迹象，便遵循以下方法：最先查找故障的点位和原因，找到问题根本。但工作人员因高压并不能近距离接触设备，这时就灵活采取对互感器产生的数据进行记录的方式进行检查，针对数据异常处，申请断电开盖检测，找到原因，进一步维修和处理。若无法修复，则需要更换原件，选择符合使用要求的规格型号。更换后对设备的接地端和非接地端进行松紧确认，确认无误后，方可合盖、通电。技术人员也不要忘记观察维修后GIS参数运行状态是否稳定，电流测试是否准确，确认无误后，方可正式投入使用。

2.4 选取GIS建议

为了减少很多在施工中GIS因自身原因带来的麻烦，在选取GIS时，不要贪图便宜，要选择质量好的、制造精心的产品，并对其质量进行严格检测。在使用前可进行现场测试，测试主回路的导电电阻，主回路的耐压、密封性、SF6气体微量水含量等，都确保严格符合国家制定的标准。在安装时，选择高质量的施工单位，因安装导致隐患的情况案例也有很多，所以在安装时要选择高素质、水平好的安装单位。

2.5 GIS整体维护措施

强化对设备自身的现地控制柜实施维护，只有这样才能从根部解决GIS故障。设备自身的控制柜当中的全部元器件，提高对它所具备的性能实施检测的能力，对于达不到规定要求的密度继电器，要在第一时间进行更换。同时对设备所具备的操作性实施加强维护。保证设备整体在操作时不存在缺陷，满足实际操作施工期的功率要求;保证使用的液压油不存在变暗变浑浊的现象;同时保证所有操作机构和断路器这两方面的功能;实施具有预防性质的测试，保证所有开关部位全部能够达到最好的工作状态。

3 结尾

相关部门一定要对设备频繁产生的故障与检修加强重视，检修人员也要认真检修故障原因，对其进行修复，还有一些不能明确开展维护工作承担责任的情况，则需要对相关人员，在实际责任落实方面，展开监督管理。最大限度保证该设备能够安全，并且高效地开展正常工作。

参考文献：

[1]侯兴旺，任成刚，王兴洋.浅谈500kV变电站GIS设备的运行维护[J].科技风，2018（06）：168.