变电站GIS设备的故障诊断及检修技术

刁幸添

摘 要：在变电站的运行过程中，GIS设备对其运行质量和安全都有着良好的保障作用。但是因为受到各种不利因素的影响，变电站中的GIS设备也很容易出现一些故障。为实现变电站GIS设备故障的良好诊断与检修，本文特对其故障诊断和检修技术进行分析，以此来为变电站GIS设备的故障处理和变电站运行效果的保障提供参考。

关键词：变电站;GIS设备;故障诊断;故障检修

引言：虽然GIS设备在当今的变电站中已经得到了广泛应用，且应用效果也十分良好，但是一旦发生故障，其检修难度却很大。基于此，在此类设备的具体应用中，电力企业和技术人员一定要对其故障诊断和检修技术加以深入研究，以此来实现其故障的科学诊断与检修，确保设备应用效果。

1 变电站GIS设备及其常见故障

1.1 GIS设备

GIS设备又叫做全封闭形式的气象绝缘组合电器设备，是一种气体绝缘形式的金属封闭开关，该设备主要可将母线以及断路器等封闭到金属壳内，形成一个组合形式的高压电器。下图是变电站GIS设备的总体构成示意图：

1.2 GIS设备常见故障

在变电站GIS设备的运行中，其常见的故障主要包括以下几种：第一是操作机构出现了故障，其主要表现是隔离开关不能分合到位，且封闭气室不能观察，进而出现放电短路和大面积停电现象，对电网安全运行产生严重的不利影响。第二是局部出现放电故障，此类故障大多出现在GIS设备的最初投运阶段，因其安装环境条件较差，粉尘或者是微小生物进入气室，亦或是GIS设备内部的导体表面不够光滑，这些情况都会引发此类故障。第三是GIS设备气室中的SF6气体泄露，此类故障大多是因为GIS设备运行时间过长，气室密封胶圈出现了老化现象。第四是GIS设备气室中的微水超标故障，此类故障的主要原因和SF6气体泄露的原因相似，都是运行时间过长，但是此类故障的原因还有很大程度表现在环境方面，如果设备长时间运行在湿度较大的环境中，水汽进入到其气室内，也会引发此类故障[1]。第五是二次设备出现老化现象，导致控制回路频繁发生故障，其主要表现是隔离开关中的连锁继电器遭到损坏，控制回路出现故障。

1.3 GIS设备故障检修问题

在变电站中，除了变压器之外，其他所有的GIS设备都集中设置在带有压力的SF6金属气体密封罐中。在这样的情况下，一旦GIS设备出现了故障，便会造成非常严重的不利影响。但是在具体的故障检修中，因为其空间十分有限，加之罐体有着较大的长度，所以检修工作会受到很多问题的阻碍，设备故障也很难及时被检出。另外，GIS设备的清理工作也有着很大难度，这样的情况也使得GIS设备中的很多异常问题得不到及时发现和解决，久而久之便会演变为设备故障。GIS设备故障不仅会对变电站的正常运行造成不利影响，同时，如果因故障导致SF6气体大量泄漏，将会对现场工作人员造成窒息，严重影响其身体健康乃至于生命安全。基于此，在对变电站中的GIS设备进行应用的过程中，电力企业和技术人员一定要加强其故障诊断和维修技术的研究，解决其故障检修难度大的问题，让设备故障得以及时有效的处理，以此来保障其运行质量和安全性[2]。

2 变电站GIS设备的故障诊断和检修策略

通过对变电站中GIS设备的故障及其原因等的综合分析，最终可确定出其故障的主要位置在于断路器和互感器。因此在具体的故障诊断和检修过程中，电力企业和技术人员应充分注重GIS设备断路器以及互感器的故障诊断和检修，这样便可获得良好的检修效果，满足变电站GIS设备的实际应用需求。

2.1断路器故障诊断和检修

（1）电源故障诊断和检修

在对断路器故障进行诊断时，首先需要判断电源是否存在问题，因为无论是合闸动作还是分闸动作，只要电源出现了问题，都会出现误动作现象，所以在断路器出现故障的情况下，应对其电源进行检查，判断电源是否出现了空开现象（即电源位置的空气开关跳闸），同时应做好熔丝检查，如果电源出现了空开现象，则应做好试合空开，如果熔丝已经被熔断，则需要做好熔丝更换处理。在处理好这些问题之后，再对汇控柜做进一步的检查。

（2）关键部位故障诊断和检修

如果电源并未出现问题，就需要进一步检查控制回路，此时需要对其中的关键部位做重点检查，在此过程中，需要判断故障问题是属于分闸动作还是合闸动作，如果是分闸动作出现故障，则需要对断路器中的控制把手以及分闸线圈进行检查，如果存在特殊状况，可邀请相关专业的技术人员来进行控制回路的进一步检查维修;如果是合閘动作出现故障，通常需要专业技术人员对二次回路直接进行检查维修。

（3）SF6压力不足故障诊断和检修

在SF6压力不足的情况下，如果无法完成分闸操作，则需要先将断路器的电源断开，将断路器空开，并汇报上级进行重合闸处理，在获得批准之后，需要通过母联串代法将没有发现故障的断路器转换到另一个母线上，将出现故障的断路器中断，然后对其进行维修。如果无法完成合闸操作，则需要先将电源中断，然后申请合闸，再由专业的技术人员进行维修[3]。

（4）SF6压力过低故障诊断和检修

如果SF6气体压力低于警戒值，且分闸合闸动作都无法完成，就需要迅速将断路器的电源断开，使操作机构闭锁，然后做好禁止手动操作的标志设置。接下来严格根据设备缺陷管理方面的相关制度，将出现故障的开关分割出系统，再由专业的技术人员对其进行维修。

2.2 互感器设备故障的诊断和检修

通常情况下，在变电站GIS设备中，互感器元件故障的发生几率并不大，但是也不排除其故障的可能性。且在互感器出现问题的情况下，其故障现象并不是十分明显，检修人员也很难准确查明故障的原因所在。因此在进行变电站GIS设备的故障诊断和检修中，如果经所有其他诊断均发现无故障，便可对其进行互感器设备故障判断。

结束语：

综上所述，在变电站的运行和发展中，GIS设备故障问题是一项十分常见且具有很大检修难度的问题。为实现变电站GIS设备故障问题的科学诊断，并使其得到良好的检修处理，电力企业 首先应对GIS设备及其工作原理做到熟练掌握，明确其主要故障的现象及其形成原因，并对其故障诊断和检修过程中的问题做到全面了解。然后以此为依据来进行故障诊断和检修策略的科学应用，以此来及时有效地排除变电站GIS设备故障，确保GIS设备的正常运行。这对于变电站运行的稳定性和安全性提升都将有着非常积极的影响意义。

参考文献：

[1]莫素敏.海南中部地区模块化智能变电站方案研究与设计[D].导师：廖志伟;高玉洁.华南理工大学，2020.

[2]韦枫燕.双母线GIS设备后期扩建与检修时的问题分析及解决方案[J].企业科技与发展，2019（08）：108-109.

[3]游松涛，汤国文，黄景婧.关于500kV变电站GIS设备的运行维护措施探讨[J].科技创新与应用，2018（32）：132-133.

（广东电网能源发展有限公司，广东 广州 510000）