组合开关电器GIS故障的处理技巧

谭慧 刘春海

【摘  要】GIS是目前高壓开关电器中使用最多的一种设备，它具有封闭性和免维护性，因此在整个电力行业中得到推广应用。但是，当它发生故障时隐蔽性较强，很不容易查找。组合电器内部充六氟化硫气体作为良好的绝缘、灭弧，其具有不燃特性的绝缘介质特性。但是其也存在着很多的问题，本文主要对出现的故障进行分析并处理。

【关键词】组合开关电器;GIS故障;处理技巧

引言

组合电器（简称GIS）由于其占地面积小（仅为常规变电站的10%）、结构紧凑、安装方便、运行中不受污染及雨、雾等大气影响，且具有运行维护量小等优点，逐渐在电网中推广和应用。在电力行业中，对于GIS的定义，多数称为六氟化硫封闭式组合电器。也有人称为气体绝缘金属封闭开关设备，简称GIS。变电站里面使用的GIS，实质上就是将一座变电站中除变压器以外的一次高压设备，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，经优化设计有机地组合成一个整体。形式共有三种：第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS。其母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式。目前110kV及以上系统多数采用这种形型式。第二种是混合式配电装置，简称H–GIS。母线采用开敞式，其他均为六氟化硫气体绝缘开关装置。第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置GIS。笔者所在变电站66kV设备都是使用第三种GIS，因为它的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于15～20年。但缺点就是当发生故障时，特别难以判断和查找。

1 GIS的故障情况

某供电局66kV变电站发生一起GIS母线全接地过流跳闸事故。本站66kV侧母线全接地、上一级66kV沙高线过流动作跳闸。调度重新改变运行方式来进行倒供整个区域。

2 GIS故障处理

运行人员了解情况后，对现场进行了查看，然后调取了保护信息，进行巡视，并进入视频系统调取了当晚深夜摄像视频。在视频中，通过观察窗口发现了在GIS的电压互感器有一明显的小亮点。于是打开该柜进行全面检查。在打开该柜的下柜门时，发现了后盖板上有多个放电点和电弧烧伤痕迹。经过检查，故障是电压互感器靠母线侧的A相支柱绝缘子炸裂全接地。故障找到了，于是更换，故障就消除。但针对这起故障的原因，又进行了再次检查和分析。首先，找出是什么原因导致支柱绝缘子炸裂。在GIS的电压互感器间隔的顶板上，有一些小水珠，这些小水珠顺着缝隙滴在A相绝缘子的瓷柱上，时间长了，该绝缘子受潮绝缘下降，然后导致发热而温度过高炸裂。

3 六氟化硫气体介绍

六氟化硫气体是目前世界上最优良的绝缘和灭弧介质，其密度较大、无毒。使用六氟化硫气体作为绝缘介质的组合电器，具有占地小，维护方便，维护量小，安全可靠等诸多优点，我公司虽然目前使用并不算很多，但是通过维护，逐渐摸索出一些经验，对其特性逐渐掌握和熟悉。对怀疑可能放电的气室进行分解物的测量，是准确判断故障位置的有效手段。本变电站放电气室位置的准确判断，就是较成功的一个案例。而当六氟化硫气体中含有部分空气等杂质，且与绝缘材料、电极接触时，一小部分的六氟化硫产物就会与这些物质发生复杂的化学反应，生成难以复合的低氟化合物。而这些低氟化物是有剧毒的，极微量的六氟化硫分解物即可致人死亡，它们会危害人身与设备的安全。所以在处理缺陷，特别是回收放电后的六氟化硫气体的操作这类必须进行接触性的工作，应使用防毒面具，穿戴专用服帽带上眼镜，以避免与六氟化硫气体接触。工作结束后，要洗手，以便减少对工作人员的伤害。且在工作中一旦有气体报警器发出报警或闻到刺激性气味，工作人员应立即撤离至安全处。另外，有经验表明：GIS设备即使六氟化硫气体压力降为零压力，实际压力等同于大气压力，只要没有分合闸操作，不出现其他过电压情况，设备依然能够保持较长时间（超过24h）的正常运行状态。

4 GIS的故障处理技巧

当GIS发生故障后，要想从设备状态和故障原因来判断故障的位置所在，一般来说是很难的。因为GIS的封闭性，根本不能直观地检查出故障点。好在现在的变电站都安装了视频系统，夜间的故障都可以通过调取摄像信息来进行分析。因为不管是电弧放电，或者说是火花放电及电晕的局部放电，在夜间发生时都会产生一定的亮点，只要调取视频信息，检查的效果往往强于人工用肉眼实地现场检查。其好处：一是能准确定位，不会造成胡乱猜测;二是效率高，省时省力。但在进入GIS的开关室处理故障时，首先不能盲目地进去。在进去之前最好是先打开通风装置进行通风，通风至少15分钟。因为担心其他有毒气体分解。建议，在每年的设备预试定检中，运维人员还用吹风机、吸尘器等，清扫一下GIS的导电杆、绝缘子和屏蔽罩等外围设备，以防患于未然。

5 结束语

随着国内电力行业设计、制造水平不断提高，组合电器一定会更加可靠安全。作为电力行业最重要的设备之一，组合电器将在国民经济的发展中发挥不可替代的作用。组合电器具有结构简单，容易维护，体积小，重量轻，运行可靠，灭弧能力强，介质恢复速度特别快，冷却特性好，使用寿命长，设备检修周期长等诸多优点。但是一旦发生故障，其检修拆卸工作量大，停电时间长。为此，采用外部诊断、检测可减少不必要的检修工作量。即采用一种不需要将设备解体，即能准确判断其内部故障的简易办法。从外部进行各种带电的、停电的测量，借以诊断设备内部状态及性能的好坏，以及故障发生位置。为更好地使其发挥应用的作用，促使我们进一步完善该型产品的质量的验收，提早介入安装验收，运行中通过加强分解物测试、带电局放测试等监测手段及早发现、认定缺陷位置，将事故消灭在萌芽状态。

参考文献：

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[3]陈攀.基于信号能量特征的开关柜局部放电监测及故障模式识别方法研究[D].重庆大学，2014.

[4]左明鑫.GIS中VFTO对隔离开关气室的影响研究[D].沈阳工业大学，2014.

（作者单位：山东电工电气日立高压开关有限公司）