变电站GIS设备的故障诊断及检修研究

郭俊羽 李卫东 魏孝勇 陈振江 王晓夫

摘要：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。由于GIS设备在出现问题时，故障诊断与检修难度高，导致在检修时出现很多问题，基于此，本文就对变电站GIS设备的故障诊断及检修相关内容进行分析。

关键词：变电站;GIS设备;故障诊断;检修

1分析GIS设备故障检修的现状

GIS设备是封闭组合型电器，包括母线、隔离开关、断路器、电压互感器等，将这些部分结合装置于一个金属封闭体内，罐体内填充六氟化硫气体。如果设备发生故障，因为罐体较长，设备内部会存在死角，空间太小，很难准确无误的找出故障原因，这需要浪费大量时间来进行设备的拆卸，同时还要注意六氟化硫气体很容易在室内范围造成人窒息，甚至还有可能产生部分气体出厂不合格，其中内含有有毒杂质，给检修人员的生命安全带来威胁。因此检修难度大。

2分析GIS设备常见故障的分类

GIS设备常见故障有以下几个方面：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;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;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;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;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分析GIS设备常见故障及原因

3.1常见故障分析

一般见到的GIS设备发生故障，经常会在断路器与互感设备上产生。在断路器上很容易产生分合闸的动作没有办法完成，在互感设备上则大部分出现的故障是电流互感上存在偏差，造成结果不精确。

3.2GIS设备故障产生的原因

通常情况下，断路器产生分合闸无法完成这种故障。故障产生的原因是断路器中的弹簧系统能量缺乏、电能不够、六氟化硫压力下降到一定程度后产生合闸动作出错及控制回路影响到合闸动作等原因，分闸动作包含控制电路回路故障、电源中断分闸供电。如果断路器接触不良也有可能造成分闸动作无法正常完成。对于互感设备出现的故障，在实践当中发现，原本电流互感器在常规状态下，互感器的屏蔽罩在靠近开关一侧会与GIS设备外壳处于连接状态，而与线路另外一侧的外壳会由六氟化硫气体隔绝处于绝缘状态，这种工况下没有回路，但实际运行中如果连接外壳一侧的某一段出现松动就可能导致两侧同时处于连接状态下，进而形成一个闭合回路，影响互感器的数值。具体而言当产生闭合回路后，二次绕组会通过感应磁通产生一个反向电流，并与一次电流抵消，而互感器只能感受到方向电流与一次电流的差值，这种状态下会导致变比发生变化，一般是增大。一般出现这种问题是因为零件规格误差较大，或者是安装过程中有疏漏导致的。

4故障检修的研究

4.1断路器检修

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，如果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，如果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。如果回路发生故障，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。当产生合闸问题时，可以由专业检修人员来检查电路的二次回路。如果断路器故障的产生是因为六氟化硫气体压力不足时，需要对其进行格外关注。如果无法完成分闸动作，就可以经断路器电源进行直接中断，保持有断路器电源空开，还需要向省级报告，将重合闸停止，经过上级批准过后，需要用母联串代的方式将未曾发现的故障的断路器换到另外一侧的母线上，再将故障断路器中断，进而再去维修。如果出现无法完成合闸操作，那就需要将电源中断，申请重新合闸，然后再让检修人员来进行检修。当出现六氟化硫气体压下到警戒值以下，况且没有方法支持分合闸时，就可将断路器的电源快速中断，同时还要闭锁操作机构，将闭锁机构标上必要标志，然后根据你检修制度来进行维修。

4.2互感设备检修

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，并不会马上被发现，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：首先查找故障的点位和原因，找到问题根本。但是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。

4.3GIS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。

5结语

总之，故障诊断和检修也是电网系统的至关重要的环节，检修人员需要认真检查GIS设备故障产生的原因，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。

参考文献

[1]佚名.500kV变电站GIS设备的故障诊断与维护[J].山东工业技术，2018.

[2]王一博，王福杰，马繁宗.变电站GIS设备常见故障原因及处理方法分析[J].中国新技术新产品，2016.

[3]陈仁刚.红外测温技术在GIS故障诊断中的应用[J].高压电器，2015.

[4]许锐坚.试析GIS设备安装在变电站施工中的应用[J].中国高新技术企业，2016.

[5]劉敏，杨东.GIS设备吸附装置引起的故障分析及改进措施[J].水电与抽水蓄能，2019.