GIS设备运行存在问题分析及建议

江苏华电扬州发电有限公司 黄长春

GIS设备运行存在问题分析及建议

江苏华电扬州发电有限公司 黄长春

随着科学技术的不断向前发展，电力工业技术取到了极大的进步。在电力工业方面，越来越广泛地使用效果更好的GIS设备，但GIS设备在实际应用过程中，容易出现故障，导致一系列问题。因此本文将对其故障原因进行分析，并提出一些解决建议。

GIS设备；问题分析；建议

迈入21世纪以来，电力工业技术发展极为迅速。在电力工业方面越来越广泛地使用GIS设备，但在实际的应用过程中，GIS设备若出现故障，不但影响电力设备的正常运作，还会造成巨大的经济损失。

1 概述GIS技术

GIS设备拥有占地面积小、运行可靠性高和维护方便等优点，因此GIS技术越来越广泛地应用于电力生产之中，有效地提高了电力系统的运行效率。

1.1 GIS设备组成

在电力系统，GIS设备优化了除变压器之外的全部设备，并组成一个积木式统一整体。GIS设备，是由各种构件组成的，如接地开关（ES）、断路器（QF）、电流互感器（TA）、隔断开关（QS）、母线（WB）、电压互感器（TV）、套管（BSG）和避雷器（F）等。

1.2 GIS技术的特点

GIS技术具有以下几项特点：

第一，极高的可靠性。通常情况下，为了确保可靠稳定地运行，GIS设备采用的元件处于全封闭的状态，其中的带电部分用SF6气体密封起来。此外，由于GIS设备能够将导电体产生的噪音、辐射、电场干扰通过良好的导电体接地而隔离开来。并且，GIS设备的重心低、强度高、拥有良好的抗震、耐震效果。

第二， 安全性能好。GIS设备的带电部分，同SF6气体被密封在与地面相连的金属壳体中，有效的降低触电和火灾的风险。

第三，结构小型化。220kVGIS设备占地约为常规设备面积的37%，因为GIS设备选用SF6气体作为设备灭弧和绝缘介质，能够有效缩小系统容积、实现规模小型化，使减少占地面积、节约土地资源。

第四，设备安装时间短。GIS设备在制造厂的内部进行整机的装配，并且在安装施工前，就已对GIS设备的每个环节进行了试验，使现场安装设备时间极大缩短。

第五，设备检修方便。因为GIS设备的小型化安装且离地面比较近，便于检修工作的开展。此外，在电力系统中，GIS设备布局合理，且采用的灭弧系统先进，使GIS设备使用周期大大延长，减少故障发生频率。

2 GIS设备在运行时存在的问题

2.1 刀闸操作失灵

经调研，GIS设备曾经发生过多次刀闸操作失灵的状况。根据最近1年发生问题统计，其中刀闸操作失灵占很大比重。经过分析，刀闸操作失灵，主要是由于刀闸控制接触器、刀闸辅助触点受潮接触不良等因素导致。尽管多数单位为GIS设备加装刀闸机构箱防雨罩，但湿度较大时，机构箱打开后仍发现内部有明显的结露。另外，加热器布置不合理，也是造成刀闸操作失灵的一项主要原因。加热器布置不合理，使刀闸机构箱内部的潮湿空气和小水珠不能够尽快的挥发散去，长时间滞留在机构箱，导致刀闸接触器和刀闸辅助接触点受潮锈蚀，进而造成动作卡涩、接触不良。

2.2 开关拒动

某电厂在220kV的母线转检修过程当中，发现220kV分段2015开关拒动。经过检查，并未发现异常，所有设备和信号正常。发现分、合2015开关控制电源后，2015开关又恢复正常。电站立刻组织人员，对2015开关进行了全面检查。通过ECS上的历史记录，工作人员发现在断路器拒动的时刻，ECS系统已经顺利地发出遥控指令。在确认ECS系统正常之后，电站要求设备厂家来现场进行检查。经过厂家做了开关的分合闸与机械性能等相关试验之后，各项试验数据都符合相关规定要求。最后，经多方确认发现2015测控装置控制回路一接点松动，将其复紧后，当天便对2015开关进行了多次试分合，均动作正确。

2.3 开关、刀闸机构箱的电缆绝缘破损

某日，一电站的GIS设备ECS发出“SF6压力低”的警告，然后运行人员查看后，发现各项参数均正常，认为是误报警。而导致误报警的原因，是受潮导致信号电缆的绝缘层锈蚀，绝缘性能降低。随后，检修人员对GIS设备进行了全面检查，发现GIS设备的LCP汇控箱到每一开关和刀闸机构箱，以及其他设备之间的控制、信号电缆绝缘保护层受损严重，保护层多处锈蚀开裂。主要原因是开关、刀闸机构箱电缆安装和抽拉的过程中，金属电缆弯管造成的电缆外保护层刮伤，且未对刮伤部位封堵，导致开关、刀闸机构箱电缆绝缘层破损。

2.4 SF6气体泄漏

某电站GIS设备投产后，220kVⅩ母225PT气室、220kV母联开关Ⅹ母侧20565刀闸气室、220kV甲线线路避雷气室这3处的SF6压力在0.36～0.39MPa之间来回波动，低于额定值（报警压力为0.35MPa，非开关气室的额定压力为0.40MPa），与正常气体的0.42MPa有非常明显的距离。利用检漏仪对有可能漏气的法兰面、转动处进行捡漏（包扎捡漏），检修人员发现在一铜质气管存在漏气情况。

3 GIS设备运行问题的解决建议

3.1 设计阶段全面考虑

在电力系统工程设计阶段，设计人员一要充分考虑GIS设备在实际运行过程当中会面临的环境、温度等因素，避免设备的接触器和二次回路的元件因为进沙尘或是低温而出现故障。二要尽可能采取预埋槽钢这种调节性强的GIS设备基础的预埋方式，以便在安装电气时容易找平，利于其高GIS设备的密封性。

3.2 严格选用设备

设备采购人员不但要正确选用本体设备，还要严格选用控制器、加热器这些外购附属设备。这是为了避免因为不过关的附属设备，而导致主体设备的运行故障。

3.3 安装过程保持清洁

控制GIS设备运行质量的一个关键阶段，就是GIS设备的安装过程，必须保证清洁。但是一般而言，施工现场的条件都不理想，因此需要现场的施工人员严格按照安装要求，保证清洁。在安装施工之前把施工场地打扫干净，并铺防尘膜，清理GIS设备内部的残留杂物，尤其需要注意铝导体材料的洁净。

3.4 注意后期设备保养维护

对于GIS设备运行而言，设备后期的维护保养也是不可或缺的。首先，如果开关、刀闸机构箱的电缆绝缘层破损，应当在晴朗干燥的天气，修复破损的电缆绝缘层，再用热缩套来包扎受损电缆，密封处理电缆两端，并同样使用密封胶来封堵处理电缆管。其次，定时检查、结合气候环境等因素来综合分析对比SF6气体的温度、压力和控制回路，避免因漏气导致的GIS设备检测系统告警、闭锁或是运行故障。也要避免因为故障判断错误而盲目补充SF6气体造成设备故障。

3.5 设备缺陷分析

电力系统的工作人员，要严格按照国家管理规定，加强对GIS设备的缺陷分析、管理，执行相关的规定。对影响GIS设备安全的重大情况，应当及时采取解决措施，绝对禁止GIS设备带着重大问题继续运行。

综上所述，作为电气行业的从业人员，要正确了解GIS设备在运行工作中有可能发生的问题和原因，以便对症下药，准确迅速地解决问题，避免事故进一步严重扩大，造成严重的损失。

[1]朱宝林.SF6断路器技能考核培训教材[J].北京电力出版社,2015(12).

[2]范娟.220kVGIS设备运行存在问题分析及建议[J].中国新科技,2016(18).

[3]李江.220kVGIS设备运行存在问题分析及建议[J].工艺与设备,2016(02).