变电站GIS设备的故障诊断与维护

王曦

摘要：在供电企业中，GIS设备主要是指六氟化硫封闭式组合电器，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等进行优化设计组成一个整体。因此GIS设备对于电力系统的正常运转具有十分重要的意义。

关键词：变电站;GIS设备;故障;诊断技术

1 GIS设备存在的缺陷

1.1内部传动系统存在的缺陷

其一，传动系统自身会存在一定的缺陷，传动件的制作材料容易发生氧化反应，而且材料的脆性非常大，容易产生碎裂的问题，而且其抗疲劳性非常的差，在连接件使用的过程中，容易导致各类设备的使用年限的降低。其二，传动件对密封容器产生的影响非常大，会导致自身的动静接头之间的灭弧能力非常的差。其三，传动系统自身的电气性能存在一定的局限性，这就导致了电气性能不能在实际上满足人们的需求，人们需求日益增长，产生的负荷非常大。在热稳定和动稳定性能上，不能满足设备的运行需求。其四，传动件的外部接触件不能良好的接触在一起，在各类部件接触的过程中，接头会出现发热的情况。在这些缺陷出现后，会导致设备不能正常的运行，对电网的运行产生的消极影响非常大。

1.2密封系统存在的缺陷

其一，设备在运行的过程中，自身会存在一定的缺陷，在设备运行了一段时间后，密封容器中的气压会出现下降的情况。其二，设备焊接的部位会出现不牢固的情况，会导致设备的密封性能比較差。其三，设备SF6在运行的过程中，会出现阀门阀芯泄露的问题。其四，SF6继电器在长期的使用后，会出现老化的情况，导致SF6气体出现泄露的问题。SF6的连接管道在受到压力后会导致管道的变形和开裂。

2 GIS设备发生故障带来的负面影响

GIS设备故障将对整个电力系统的正常运行带来很大的负面影响，体现在以下几个方面：第一，影响电力系统的正常运行，在电力系统的关键设备，GIS设备，如果GIS设备故障将导致严重影响电力系统的正常运行，甚至导致整个网络的故障，给企业带来巨大的经济损失。二是制约企业正常生产活动。目前，我国许多变电站和电站普遍采用GIS设备，使GIS设备的冲击和破坏范围更具破坏性。第三，增加企业成本，在电力行业GIS设备的发展中占有非常重要的地位，因此，GIS设备发生故障时，供电企业必须由专业技术人员的安全和及时的维护，这将需要增加后期的维护成本。

3 GIS设备故障的诊断技术分析

3.1综合设计，制定科学合理的诊断方案

GIS设备故障诊断工作的开展离不开科学合理的诊断方案，因此供电企业应综合考虑各方面的影响因素，从而确保GIS设备故障诊断方案的科学性、可行性以及经济性。供电企业在制定GIS设备故障诊断方案时可以从以下几个方面着手：第一，耐压试验技术，这主要应用在GIS设备安装之前的质量监测环节，对GIS设备进行耐压试验可以保证GIS设备在运输和安装环节的质量水平。第二，放电检测技术，GIS设备内部出现放电的情况会造成一定程度的绝缘损坏，进而引发GIS设备故障，因此供电企业应高度重视GIS设备内部放电现象，通过应用放电检测技术来确保设备的绝缘性能，进而可以对GIS设备故障进行准确的诊断。第三，采用科学的诊断模式，供电企业应根据GIS设备的实际情况来选择最佳的故障诊断模式，这样不仅可以提高GIS设备故障诊断工作的效率，而且还可以通过故障检测算法和分析决策算法来提高GIS设备故障诊断的精确性。第四，强化GIS设备的现象观察，这主要是工作人员应密切观察GIS设备运行过程中出现的各种状况，例如出现冒烟、产生焦味以及噪音过大等情况，这样技术人员可以根据这些具体的现象来对GIS设备故障进行一个大致的判断，进而可以缩小故障位置锁定的范围，从而提高GIS设备故障排除工作的效率。

3.2 GIS内部局部放电的监测

设备在运行的过程中，会产生金属颗粒，不同形状的金属颗粒加工的零部件也会产生很大的差别，在运输的运行的过程中，其结构非常的复杂，如果电场达到了一定的强度，金属丝就会发生到处游走的情况。如果电场的强度继续上升，金属丝的游走范围会更广。如果金属丝落到设备的底部，就会导致局部放电情况的产生，如果电场进一步的增强，金属丝会产生大量的气体的间隙。所以，在实际的运行中，可以采用光学法，这种方法在使用的过程中，采用光纤的方式进行设备的检测。在对机械的局部放电进行分析的过程中，可以采用压电式加速度传感器的方式，这种传感器的自振频率非常的高，也可以采用超声传感器的方式，可以实现较高的频率。在采用机械法的方式，可以在一定程度上提高电磁的抗干扰能力，而且机械的噪声干扰非常差，而且加速度的传感器的效果最差。超声法可以在局部的放电量的测试中使用，其灵敏度比较高。另外，电学法也可以实现局部放电的监测，在使用的过程中，可以采用频带宽度不同的方式。在使用外壳电位法的过程中，采用小尺寸电容屏的方式，结构原理也非常的清晰。在采用电磁波法的方式中，采用合适的天线的类型，这类天线的尺寸较大。监测仪实现了长期的自动化的监测，这种方式在自动化中得到了广泛的使用，但是价格非常昂贵。

3.3GIS设备导电连接部分发热的监测

接头接触不良和绝缘性能不良都会导致设备出现局部放电的情况，由于接头不能良好的接触，就会导致闪络问题的产生。GIS设备由于内部导电性能比较差，就会导致接触设备的表面出现氧化的问题，触头的温度过高，就会导致触头发生熔化的问题，在触头之间由于高温的原因就会导致电弧不能及时的吹断，气体间就会被电弧击穿，导致设备发生各类故障。触头如果不能良好的接触，就会导致绝缘件的温度过高，直接导致绝缘件发生老化的问题。GIS设备在导电的过程中会形成一定的缺陷，而且触头常常出现接触不良的问题，在设备运行中会产生各类威胁，所以应该采用合适的方法进行监控。在进行震荡回路实验的过程中，会出现接触不良的问题。物体的温度一般高于零度，而且原子和分子随着设备的运行，会产生放热的情况，热能会转化成电能，在设备内部会产生热辐射。而且物体之间的温度存在很大的差异，所以，其辐射出的能量不同。

3.4多元阵列探测器

与电视成像的原理具有一定的相关性，在红外成像的过程中，其中一个很重要的因素就是有大量的像素，从而确保图像非常的清晰。在实现这一问题中，要采用红外探测器的方式，要对设备采用二维扫描的方式进行，如果探测器的单元的数量不足，就会导致扫描的速度非常低，导致在进行红外扫描的过程中，成像的环节非常的复杂，在使用的过程中非常复杂。如果在采用探测器的过程中，可以在探测器上形成较多的敏感元，从而可以使扫描的速度大为提升，而且探测器的结构比较简单。也可以采用综合多元器件的方式，从而在红外成像系统中就能取消扫描的结构，使分辨率得到大大的提升。而且在使用的过程中，探测器的结构也不复杂，可靠性能得到保障。但是，随着单元数的数量的上升，也会导致大量的线路的产生，在进行信息处理的过程中存在很大的困难。

4结论

本文在对不同种类的传感器的GIS设备的运行状态进行检测的过程中，要采用物理量和化学的方式进行，设备结合在线和离线结合的方式进行检测，从而对设备运行的稳定情况进行分析，从而确保设备更加稳定的运行。在对设备进行状态检测的过程中，还能有效的预防各类缺陷的产生。

参考文献：

[1]  毛文奇，吴水锋，谢国胜，段肖力，黄海波，叶会生，谢耀恒.GIS设备局部放电带电检测技术应用综述[J].湖南电力，2016，（02）：9-13.

（作者单位：国网山西省电力公司检修公司）