变电站GIS设备的故障诊断与维护

董天兵

摘 要：GIS变电站是指采用GIS设备的变电站，具有占地面积小、运行稳定、维护工作量小、对周边社区环境噪音影响小等特点。GIS设备又称气体绝缘全封闭组合电器，依靠气室内的绝缘性优良的SF6气体绝缘。虽然GIS设备较高的可靠性，但是运行时间达到一定年限后，也会不同程度出现故障，造成电网运行可靠性降低。本文将如何进行GIS变电站设备进行运维管理，提前发现故障，降低电网运行风险，开展初步探讨。

关键词：GIS;变电站;故障分析;运维管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.104

1 引言

GIS变电站，因设备可靠稳定、占地面积小，特别是城市中心土地资源紧张的形势下，新建的变电站中GIS变电站所占比例很大。GIS设备虽然稳定，但是运行中也暴露出一系列故障，表现在：部分国产厂家设备工艺欠佳，机械机构分合不到位导致严重电网事故;早期投运的GIS进口设备虽然运行稳定，但是面临二次回路老化、SF6气体缓慢泄露、GIS气室微水超标等问题。一旦这些问题暴露，GIS设备解体维修难度和成本都远远超出常规变电设备。只有从招标采购、出厂试验、运行维护多方面综合管控，才能保证GIS设备运行稳定。

2 总结GIS设备常见故障的分类

GIS设备常见故障有如下几方面：一是操作机构故障，表现为隔离开关分合不到位，而且封闭气室无法观察，造成放电短路，导致大规模的停电，严重影响电网安全;二是局部放电现象，多见于新投运GIS设备，通常因设备安装阶段环境恶劣，气室内有粉尘或微小生物，或GIS内部导体表面光洁度不够所致;三是GIS气室内SF6气体缓慢泄漏，通常因为运行年限较长，密封胶圈老化;四是GIS气室微水超标，同SF6气体泄露原因一样，除了运行年限过长原因外，还因GIS设备所处环境湿度较大，长久运行后环境中水汽进入气室内;五是二次设备老化，控制回路故障频发，表现为隔离开关连锁继电器损坏，控制回路故障。

3 变电站GIS设备运行维护关键点

在对GIS设备常见故障总结的基础上，需要有针对性的开展运行维护，将发生几率较大的故障暴露出来，防患于未然，减小因维护不到位发生事故的几率。首先，对断路器的防拒动检查。断路器拒动虽然几率不高，但是拒动对系统影响巨大，因此该工作凸显重要性。维护中做好一系列检查测试：断路器储能机构启动次数检查，断路器触头接触电阻及分段时间测试，传动轴部位的衬套、及具备辅助作用的开关指示器功能检测，储能的时间实施检测。其次，对于隔离开关机械部位的传动元件实施检查工作，包括隔离开关传动机构，开展机械特性测试，检验隔离开关分合指示器精度，确保隔离开关分合到位。另外，对GIS就地控制柜内部的各类二次元器件，结合停电进行分合闸保护传动试验，同时对连锁回路、控制回路、储能回路、告警信号等检查。最后，加强对SF6气体压力检查。认真开展巡视，对抄录的SF6气压进行比对，尽早发现气体泄露。定期开展局放测试，同时利用SF6局放在线监控报警系统，第一时间掌握气室内部放电故障。

4 完善变电站GIS设备综合管理

4.1 完善GIS设备大修维护策略

GIS设备气体渗漏、微水超标、二次回路老化故障等问题，多数是因为运行年限过长导致的，这就需要制定合理的检修策略，定期进行全面大修。气体缓慢渗漏，更换密封胶圈就可以解决;微水超标，可以通过抽真空更换或过滤SF6气体解决，也可以同时放置防潮吸附剂延缓微水超标的周期;隔离开关分合不到位，同样可以结合设备大修进行检查维护。GIS设备停电解体维护通常是多间隔甚至整段母线停电，对电网运行方式影响较大，因此需要管理部门提前部署，结合系统运行及方式调整，做好停电规划。

4.2 做好新建GIS设备出厂试验及工程管控

SF6气体渗漏，密封胶圈安装工艺差是其原因之一。局部放电现象，同样是安装过程管控不到位导致的，在发生局放故障及投运前耐压试验击穿的案例中，一部分是粉尘及微小生物存留在气室内，另一部分是导体表面不够光滑，毛刺导致放电。施工队伍工人素质良莠不齐，部分厂家技术人员责任心不强，将会留下施工隐患。因此，做好GIS设备出厂试验，管控好设备安装现场环境及安装工艺，对GIS变电站设备稳定运行有着决定性的基础意义。

4.3 加强GIS气体压力在线监测及局放在线监测

GIS设备核心是气体绝缘，气体绝缘出现故障，将会导致断路器闭锁分合闸，造成事故范围扩大，更严重则甚至击穿爆炸，危及到人身生命安全。SF6压力在线监测，确保报警回路工作正常，可以在第一时间监测到压力微小异常变化，确保SF6气体压力正常。局放在线监测系统，可以监测到气室内部瞬时绝缘故障，由运行人员及时采取措施，对于防范重大事故具有重要意义。

4.4 加强对GIS设备制造工艺的控制

GIS设备重大事故背后，与部分厂家设备工艺欠缺有着必然的联系。同样的设备，不同厂家的运行状况差异巨大，引发我们对如何把控设备质量的深度思考。对于设备制造企业，面临如何提升产品制造工艺，对于电网企业，面临如何选购高可靠性的电气设备，GIS设备的可靠性成为双方的终极目标。

5 结束语

综上所述，在对GIS变电站的典型故障做到掌握了解的基础上，变电运行人员必须对可能发生的故障采取針对性运维措施，但是仍然远远不够，需要追根溯源综合管理，提升整体设备质量、加强出厂管理及施工管控、完善检修策略定期大修维护，才能充分发挥GIS设备可靠的本质。

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