GIS组合电器设备受潮故障分析

杨海东，李传金，唐东升

[摘    要]  在GIS变电站的设备端子箱以及机构箱部位，最常见的故障现象就是设备受潮，并且随着使用年限的增加，受潮程度将会更加严重。文章结合以往运行检修方案，针对设备的材料、设计与安装工艺、结构等方面展开研究，将为后期工作良好开展奠定基础。

[关键词]GIS;电器设备;受潮;分析研究

[中图分类号]T458 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）12–0–02

Analysis of Moisture Failure of GIS Combined Electrical Equipment

Yang Hai-dong，Li Chuan-jin，Tang Dong-sheng

[Abstract]In the equipment terminal box and mechanism box of GIS substation， the most common failure phenomenon is that the equipment is damp， and as the service life increases， the degree of dampness will become more serious. Based on this， the article combines the previous operation and maintenance schemes， conducts research on the material， design and installation process， structure of the equipment， analyzes the common GIS equipment damp conditions， and then proposes relevant countermeasures for the later stage. The work is well developed and the foundation is laid.

[Keywords]GIS; electrical equipment; damp; analysis and research

在变电站中，GIS设备因其安装方便且维护工作量少、结构紧凑等优点，得到了广泛的认可与应用。GIS设备大部分是安装于户外环境的，由于露天的雨雪、露水等出现的潮气，无法进行有效的控制。在检修过程中，发现此环境中的设备受潮现象最为严重。当GIS设备受潮后：一方面会使设备内部的零部件出现锈蚀的现象，进而出现运行卡涩;另一方面还会使设备的绝缘性能下降，直接出现直流接地的现象。严重时将直接影响设备的正常运行。因此，在日常工作中，应该针对此方面展开充分的重视，将其中出现的问题进行积极的研究与探讨，以期能够采取有效的措施加以应对，提升设备的运行质量。

1 GIS设备受潮原因分析

变电站中GIS组合设备中容易出现受潮现象的是隔离开关机构箱、断路器机构箱、避雷器放电计数器连接盒、电流互感器端子箱，而引起受潮现象的主要有以下几内容：①结构设计以及制造工艺不合格，导致使用中密封不严密。②设备的密封条材质不合格，无法实现密封。③安装过程中工艺不合格和后期维护工作不及時，或者是加热器长时间未运行。

1.1 断路器机构箱

110 kV的断路器机构箱被设置于GIS设备的最上端位置，而220 kV的断路器机构箱一般均安装于设备的底部，纵观整个布局结构，位于顶部的110 kV断路器机构箱更容易出现受潮，因为位于顶部位置，更容易受到雨水等的侵蚀。

案例分析：如图1所示，某110 kV的GIS断路器机构传动轴内部存在大量的积水。

分析发现：产生雨水堆积的主要原因有以下两方面原因：①机构箱与盖板之间并未安置密封圈，两者之间硬接触，导致遮盖效果不佳。②机构箱与盖板的接触部位被打上了密封胶，年久未换导致密封效果下降，雨水会沿着机构箱与盖板的贴合面渗透进传动轴内部，轴下部的密封是严实的，雨水积聚在内部长时间无法排出。

1.2 隔离开关机构箱

母线侧隔离开关机构箱安装于母线上方位置，以水平分布状态放置，而出侧隔离开关机构则安装于隔离开关的侧面位置，以垂直状态放置。分析两种放置方式，发现其在日常工作中易受潮。

案例分析：一旦出现110 kV的GIS隔离开关机构箱设备受潮现象，展开设备操作时，很容易出现卡涩的现象，如图2所示。

分析原因：进行受潮原因分析时，发现其存在以下几种情况，隔离开关机构箱中，其密封结构主要是借助螺丝紧固实现的，紧固程度完全取决于螺丝的密集程度，操作起来把控不佳;此外，还存在金属板的切合程度不佳以及边封所使用的胶圈失效的现象;箱体内部未安装呼吸孔以及加热器等设备，无法进一步实现除湿。当水雾气经过密封层流向机构体内部时，会流向转动轴最底部，水汽长时间的积聚会将轴承锈蚀，进而出现卡涩的现象。

1.3 电流互感器端子箱

在针对GIS设备中的电流互感器端子箱的检修中，不会经常开盖检修，因此其存在的渗水受潮现象便很容易被忽视。如果针对箱体进行开盖检查时，还存在结构设计不合理以及安装工艺存在问题等现象，进一步导致渗水现象加剧。

设备管理与改造案例：在该110 kV的GIS电流互感器二次接线盒部位-端子箱内部，存在大量的积水，如图3所示。

渗水原因分析：该设备的电流互感器端子箱以测斜的形式被安装在GIS的筒壁位置上，其封盖主要是卡扣密封形式，开口向上;封盖与端子箱之间的密封是靠密封条实现的;发现封盖上方有雨水冲刷的痕迹，并且由于电流互感器端子箱被倾斜安装，雨水容易积聚在封盖的卡扣处长时间无法分散，久而久之被渗进端子箱内部，被雨水长时间浸泡的密封胶条，会加速其老化速度，导致雨水渗入的程度增大。

1.4 避雷器放电计数器接线盒

与电流互感端子箱相同的是，GIS避雷器放电计数器的日常检修过程中，很少打开盖子进行全面检修工作，只有设备出现严重问题时，才开盖维修。

案例分析：实际工作中，当运维人员巡视至该工作区域时发现，该区域110 kV的GIS母线避雷针的放电计数器的三相泄露电流均呈现0值，安排检修人员进行问题排查时发现，接线盒内部积聚了大量的水分，其内部的部分阀块出现了严重的锈蚀现象。

分析其主要受潮原因：介于避雷针的放电技术盒的安装是以倾斜角度呈现的，雨水落下时会沿着GIS避雷针二次引线流入接线盒内部，由于接线盒自身的密封性较为良好，因此雨水会长期积聚在此。

2 处理措施

GIS（Gas Insulated Switchgear）组合电器有安装体积小、安全性能好、可靠性高、检修周期长等特点，目前广泛应用于国内输变电工程中。GIS设备是将各组成元件按接线要求，依次连接成一个整体。其中的高压带电部位密封于接地金属外壳内，壳内充以绝缘性能良好的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。组成元件一般包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器等。

2.1 受潮不严重

针对机构箱受潮不影响其正常运行的主要措施如下：①将箱体内部的机构的密封圈以及锈蚀痕迹进行完全清理，然后更换新的密封圈，随后在机构箱的顶部安装防雨罩。②针对机构箱进行后期的改造工作，将排气孔以及加热器等设备进行安装。

2.2 受潮严重

针对机构箱受潮严重影响正常运行的，主要措施如下：将所有的初除潮装置进行更换与安装，利用航空插头代替二次接线，在机箱的外沿部位加装凹槽，确保加装的密封凹槽在机构箱的固定螺栓内侧部位安装。

2.3 端子箱以及接線盒

如果在GIS设备中存在接线盒以及端子箱密封不严实，需要将密封面全面清理干净，然后重新涂抹密封胶进行密封，随后针对设备安装防雨罩。如果部分结构不合理的，无法加装防雨罩，应该及时与厂家联系，进行解决。在GIS设备受潮过程中，其检修工作应该体现出以下几点：①针对已经运行的设备，需要联系常见进行防雨罩设计，针对端子箱以及机构箱等设备均设置防雨罩并全数安装，随后进一步完善密封结构。②针对所有的设计以及安装工作，展开其质量监控措施，随后展开建造力度的增强。设备选用时，防水性强、除潮加热性能佳的设备为首选。③在工作过程中，应该不断加强操作人员的专业技术水平，使工艺安装水平得以全面提升。

本次GIS组合电器故障存在以下因素：材质选择不佳，对于高场强使用的层压绝缘件应采用表观密度大的材料;绝缘件现场保管不当，对于长期存放的绝缘件应采用充油保管，防止受潮;现场安装工艺控制不严，对于高场强区安装的绝缘件应采用真空注油工艺。结合以上分析，提出现场处理意见如下。

（1）采用表观密度较高的C4B型层压木 ，有效提高绝缘件的电气强度。

（2）成型的绝缘件充分干燥后进行真空注油浸渍48 h，采用带油运输的方式运抵现场，防止绝缘油从绝缘件中析出。

（3）对现场三相出线装置绝缘件进行更换，有效控制绝缘件露空时间，安装完成后对出线装置仓抽真空，残压不低于133 Pa，持续时间24 h。

3 结束语

在对GIS组合设备的受潮情况展开分析研究后，将可能引发的事故危害进一步明晰，在此基础上，有助于我们进一步开展后期设备的维护与管理工作。在实际的设备管理工作中，需要在针对各种设备展开定期的巡视与检查工作，评价其工作质量，按时将设备的运行数据进行抄录，以获取其详细的动作次数以及检测仪器详细数据，随后还需要严格按照要求，对其展开温度保障。随之，还要坚持实施不停电测试工作，在要求下实施电流的不泄漏检测，随后将其发展趋势进行详细记录，一旦有异常现象可以及时发现并能及时处理。面对事故发生，最有效的应对措施便是能够防患于未然。需要所选设备展开去全面对比，运行时间超过10年以上，各厂家做好详细的安全排查工作，并专项开展测试数据分析，形成专题分析报告。

参考文献

[1] 余屹林.GIS全封闭组合电器设备的安装及注意事项[J].上海节能，2021（5）：508-511.

[2] 岑均发.封闭式组合电器设备在运行中漏气问题分析及处理[J].化学工程与装备，2018（12）：241-243.

[3] 贾欢欢.组合电器设备状态检修与带电检测技术应用与分析[D].沈阳农业大学，2018.