电气开关设备GIS内部绝缘故障研究

黄建雪

摘要：电气开关设备在运行的过程中常出现GIS内部绝缘的问题，威胁这供电系统的整体安全、稳定运行，出现GIS内部绝缘问题后应当及时对故障进行排查，找出问题所在，确保电气设备正常运行。本文首先分析了GIS内部绝缘的常见故障点，并进一步提出降低电气开关设备出现GIS内部绝缘故障可能性的建议，旨在切实提高GIS内部绝缘的故障检修效率。

关键词：电气开关设备;GIS内部绝缘;故障;对策

电气开关设备GIS内部绝缘常见的故障点

零部件制造缺陷及机械损伤

GIS内部绝缘设备的结构相对紧凑，长时间在高压的环境下运行，受绝缘击穿电压等因素的影响，具体而言包括电场的均匀度、极性、气体气压以及间隙距离等因素。根据工作实践不难看出，GIS内部绝缘的原因大致可以分为4类，但其中零部件制造的缺陷及机械损伤是其出现故障的主要类型，其出现的机率在4中常见故障点中高达将近40%。构成GIS设备的绝缘组件主要有绝缘棒、盆式绝缘子、支柱绝缘子三类，缺陷主要有裂缝、金属杂质以及起泡。以盆式绝缘子为例，其机械强度较弱，因此在运行的过程中由于长久受应力的作用，导致局部容易出现裂缝，在碰撞或者施工的过程中容易遭受损伤。裂缝出现后，其表面的闪络电压进而降低，造成设备的绝缘能力降低，往往容易引发绝缘子闪络的问题出现。并且伴随裂缝的不断扩大，还容易因发生击穿接地的情况。

绝缘零件的表面積累粉尘杂质

在实际工作中，GIS绝缘零件的表面出现粉尘和杂志堆积的情况难以避免，在设备制造的组装、运输等环节中，都有可能因为灰尘、油脂、汗渍等推挤形成污垢，诸如金属颗粒和粉末的导电杂质可能残留在气室的隐藏区域中，如果不严格清洁，就会在绝缘表面、气室内部等隐蔽的地方留下不利于绝缘隐患[1]。另外，在对开关设备进行试验的过程中，也会在不同程度上产生电荷或其它导电性杂质。导电性杂质对着电流附着在绝缘子的表面，导致其表面的局部出现电场集中的现行，闪络电压被降低，当达到一个临界点时就会出现放点的现象，不利于绝缘。有数据表明，当绝缘子表面的导电性杂质不断增加，绝缘表面的闪络电压至少减少10%，因此杂质在零部件表面推挤对设备整体的绝缘形成的影响不容小觑，严重的引起放电事故，为工人的生命安全带来威胁。

导体的表面出现毛刺和划痕

在GIS内部绝缘设备结构中，导体表面的光滑程度和清洁程度要求较高，不能出现毛刺和划痕等明前的凹凸之处。但是在实际工作中，导体表面存在毛刺、划痕的情况较多。毛刺、划痕的制造通常都是在组装过程中，由于工作人员不严谨导致的。另外，在GIS内部绝缘设备遭受了较大的电压冲击后，当在诸如均压盖的薄导体附近有放电的情况时，所释放的能量容易导致表面出现凹凸的情况，从而导致其表面上的不均匀。当毛刺和划痕导致了导体表面不平时，会进一步导致其楞角因曲率增大，提高导体表面的电荷密度。因此附近的电场强度也比较强。由于SF6的绝缘性能较好，因此在电压正常的情况下，尖端的部位可以保持稳定的运行。如果遇到电压的情况，那么周围的SF6就容易发生电离的情况，进而引发尖端放电的现象，出现跳机的情况。

紧固的零部件出现松动或脱落

GIS内部绝缘的零部件松动也是一个常见的问题，这个问题出现的根本原因就是质量组装存在薄弱。在制造厂家生产安装零部件的过程中，没有对控制装配的工艺和检验的水平进行严格把控，进而造成金具和屏蔽罩等用于紧固设备的零部件没有达到相关标准。通常来说，按照严格的流程规范来控制，这种松动和脱落是可以避免的[2]。

电气开关设备GIS内部绝缘故障的处理对策

加强质量管控

根据前面的常见故障点分析不难看出，出现GIS内部绝缘的因素大多与设备制造、设备运输、设备安装等环节的工作质量管控不严有关。为了尽量避免出现上述隐患和缺陷，最大程度避免故障发生的可能性。在对电气开关设备进行安装的过程中就应当加强对质量的管控，做好检查和验收工作等。首先，在对GIS设备进行选择是，用户除了要对比设备的性价比，还应当对重点配套设备的质量进行严格把关，避免设备质量为电气开关设备运行带来影响，进而引起GIS内部绝缘设备出现故障;其次，对绝缘零部件的质量、安装工艺、才智、清洁情况等进行监督，同时在试验、安装等关键环节设置关键风险见证点，确保GIS内部绝缘设备在正式投入使用前都经过了严密的检查和实验;最后，对GIS内部绝缘设备在出场环境和组装环境进行检查监管，确保其在出场和安装的过程中受作业环境、工艺、污染、潮湿等环境影响因素降到最低，让GIS内部绝缘常见故障点的可能出现的风险得到有效的管理。

现场绝缘试验的完善

在GIS内部绝缘设备的绝缘试验中，现场绝缘试验是保障设备最终稳定运行的关键屏障，如果设备的额绝缘性能存在问题，在现场绝缘试验中往往能够有所察觉[3]。所以，现场绝缘试验有利于对设备提前查漏补缺，发现问题及时进行处理。当前，GIS设备在进行现场绝缘试验时主要是对SF6气体的湿度、交流耐压能力以及设备泄露等情况开展测试。其中，要想保障设备获得良好的绝缘性能，SF6的压力测试就必须符合要求，在交流耐压测试中能够对GIS设备的绝缘子污染以及工具遗留状况缺陷等形成全面的掌握。

结语

综上所述，随着我国工业领域的不断发展，对电气开关设备的安全、稳定运行也提出了更高的要求。GIS内部绝缘的性能在很大程度上决定了设备能否安全、可靠运行。本文对GIS内部绝缘的常见故障进行了分析，并提出加强GIS内部绝缘的管理建议，只有在各个环节都做到对质量的严加把控，方能最大限度实现GIS内部绝缘性能不受影响，为电气设备稳定运营提供保障。

参考文献

宋晓生，周行，师军伟.中压气体绝缘金属封闭开关设备在高海拔地区应用[J].电工电气，2018（11）：40–43.

气体绝缘金属封闭开关设备[J].电力工程技术，2017，36（6）：2.

冯迎春，惠杰.气体绝缘金属全封闭开关设备二次标准化设计的分析及方案[J].工程建设与设计，2017（2）：54–55.