110kVGIS设备故障原因分析

王宪旭

摘要：随着科学与信息技术的不断发展，GIS技术已经运用到各行各业中。在电力系统建设中的运用也日益成熟，在变电站与配网运行中占有重要的地位。然而，在GIS设备实际运用过程中，由于其高频率的运行模式导致设备出现故障的问题频频发生。这就要求在设计、安装、运行等各个阶段进行设备维护，对故障原理及改进方案进行数量的掌握，从而提升GIS设备在电力系统中的应用效率。本文主要以110kvGIS设备的故障原因进行分析并且提出相关的优化策略，以期可以对GIS设备故障进行快速分析处理，提升电网运行的稳定性。

关键词：110kv;GIS设备;故障原因;优化策略

引言：

GIS系统立足于计算机技术的系统，系统的稳定性及响应速度都依赖于计算机技术的发展和进步。该技术的应用于电力系统可以提高电力设备的安全性，提高电力系统运行的稳定性。对电力数据的准确性进行提升、配网规划、空间定位等工作奠定了科学基础。因此该技术在电力系统中的应用已经十分广泛。但是如果GIS设备出现故障将会对电力运行产生重大影响。

1、GIS设备在电力系统中运用的优势

随着当前电网的规模逐渐扩大，用电户逐渐增多，GIS设备不仅应用在普通的高压线路中，其中在超高压以及特高压的电力线路中的应用也较多。GIS设备在应用的过程中，具备安装简单、可靠性高、占地面积小、安全性高、维护量小、全封闭，带电设备不裸露，受地理位置的限制少等优势。GIS设备在110kV变电站的应用中，其占地面积约为常规设备占地面积的30%左右，极大的缩小了占地面积，因此其对于地理环境因素的适应性较好。并且由于其设备外壳为金属构造的全封闭固件，使其拥有良好的稳定性。对于其内部的带电设备也达到了良好的防护作用，对于维护人员的人身安全也起到了保护的作用。

2、GIS设备常见故障原因

2.1放电短路故障

GIS设备在运行的过程中，放电以及短路现象的出现较为常见。短路现象主要为设备在运行的过程中，接线方式不正确造成的电力短路。GIS设备中的短路现象主要为：设备在运行中，两类不同类型的电流发生偶然接触，最终产生了短路现象。GIS设备产生短路现象，短时间内可造成设备损坏，或引起火灾爆炸等其他现象。此外GIS设备的放电故障，如较为短暂一般不会引起较为严重的故障。但如持续时间较长或发生频率较高，对于设备的运行的稳定性也会产生影响。GIS设备局部放电，一般由于设备内部运行电压较高，最终使得设备外部或区域范围内产生了放电现象。但由于外部不存在放电电流的流通渠道，因此一般情况下放电现象较为短暂。

2.2气密性故障

GIS设备根据其名称分析，主要点明了两个要素：气体绝缘、全封闭。因此其运行的过程中，关于设备的气密性要求较高。一旦出现泄漏或其他气密性失效问题，即可造成设备绝缘失效，运行出现故障。当前在GIS设备运行检查的过程中，主要出现的问题之一为：GIS设备出现气密性故障。此类故障主要出现在设备的连接部件处，一般情况下连接部件，随着使用时间的增长以及检修等原因，最终造成了气密性失效现状。

2.3闪络现象

GIS设备闪络现象在当前设备应用的过程中，出现的频率较小。引起GIS设备闪络，主要的原因为：绝缘子表面产生污垢，未进行及时的清理。最终在设备运行的过程中，因设备放电或其他现象，造成了绝缘子表面的闪络现象。闪络现象严重时，可将绝缘子设备击穿。最终造成设备绝缘性失效，对于整体的电网安全性以及操作人员的人身安全，都造成了较大的威胁。

3、110kVGIS设备常见故障类型的处理措施

3.1放电故障处理

针对故障点进行检测，之后根据检测结果进行故障设备的修复。如放电现象较为严重，但暂未造成设备故障或短路现象。工作人员可针对放电现象的持续时间，进行时间段内通过电流的控制，以此达到降低电势的效应，最终实现放电现象消失，避免出现短路现象。通常情况下为了减少此类故障造成的设备损坏，一般通过加强设备得接地保护，进行对外放电电流的疏导。

3.2气密性故障处理

在设备安装投用之前，技术人员应制定严格的巡检机制，并提前做好相对应的预防措施。二、在设备运行的过程中根据其运行状态，以及出现故障的频率进行整体数据的分析。按照运行经验进行设备气密性故障的处理和预防。三、硬件方面的处理方法为，减少线路中关于断路器设备的安装。

3.3闪络故障处理

定期进行电力设备的人工巡检，并针对设备表面的附着物进行定期处理。利用超声波等设备进行检测，防止人工巡检出现的漏洞。

4、优化GIS设备的有效措施

4.1加强设备安装全过程监管

GIS组合电器能否安全稳定运行，高质量产品是前提，安装质量是关键所在。安装中安装人员存在的共性问题有一是设备安装没有遵守相关工艺规程。在设备安装过程中工作人员由于未遵守相关工艺规程，对金属元件的划痕以及凹凸度处理不到位。二是设备装现场环境清洁程度不符合相关设备安装要求，在实际设备安装过程中，环境清洁程度不足，可能引起绝缘元件受潮以及被腐蚀等情况，同时会导致外部的尘埃或者其他杂质残留在GIS型组合电器设备内部。三是设备安装失误，具体为设备安装错误和漏装，实际安装过程中，工作人员由于个人问题造成装错或漏装等情况，设备屏蔽罩内部与导体之间出现不规则间隙。四是设备使用的螺栓垫圈出现漏装成者紧固程度不足。五是异物清理问题，异物没有及时清理，残留在GIS组合电器设备内部，有時其他工程各种工具也会遗留在GIS组合电器设备内部，这些异物会带来极大的安全隐患。加强安装全过程监管，有效防范安装质量风险，确保GIS组合电器设备安全稳定运行。

4.2定期更新设备

在电力系统中，已经开发出了大量的新型设备，并取得了很好的应用效果，在今后变电站的运行和发展中，需要重视对这类新型设备的应用。在设备替换中，要完全按照设备的相关要求完成安装，例如，对于新型变压器免维护呼吸器来说，我国当前对该项技术的研发处于国际领先地位。在安装中，需要将呼吸器的出气孔与变压器的进气口有效对接，同时为了防止出现漏气问题，在这两个接口中需要设置橡胶垫圈，提高变压器和呼吸器之间的气密性。另外由于新的呼吸中设置了加热装置、自动控制系统、称重装置[3]、内循环系统等内容，导致整个设备的重量和结构复杂度提高，所以在设备的吊装中，需要保证吊装速度的稳定性，防止由于加减速运动破坏了该设备的内部结构。

总 结：

综上所述，GIS设备故障主要分为三种，分别为：气密性故障、GIS设备-放电短路故障、GIS设备闪络现象。有针对性的分析其处理方案，可以有效在实际工作阶段的稳定在电力系统运行状态。对于110kV变电站继电保护系统的不断优化，除此之外，还有在安装阶段对设备质量进行管控，在运行阶段进行设备定期更新维护，只有这样才能有效减少GIS设备故障几率，确保电力系统稳定的运行。

参考文献：

[1]黄辉敏，苏毅.110kV GIS设备相间短路故障原因分析[J].广西电力，2017，（1）.52-55.

[2]王强，王少龙.110kV GIS设备绝缘故障原因分析及处理[J].电力安全技术，2017，（10）.29-32.

[3]沈建.设备故障原因分析及处理办法概述[J].科学与信息化，2020，（19）：85.