分析变电站GIS设备的故障诊断及检修措施

赫志远　赵会亮　王超

摘要：GIS设备是当前电力行业广泛应用的新装置，该设备具有结构紧凑、占地面积小、配置灵活且可靠、安全，环境适应性强，维护工作量小等优势，但出现故障后查找难度大。本文就GIS 设备日常运行过程中常见的断路器、互感设备故障问题进行分析，探讨故障形成原因，提出合理的检修措施。

关键词：变电站GIS设备;断路器;互感设备;故障;检修措施

引言

GIS（gas-insulated metal-enclose switchgear），也称为气体绝缘金属封闭开关设备，又称为“六氟化硫封闭式组合电器”，它是将断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器和母线等元件组合并封闭于金属壳体内，内部充有SF6气体绝缘组成的一种组合式高压电器。20世纪60年代以来，GIS设备在高压、超高压甚至特高压领域内广泛的应用，相比常规的敞开式变电站，GIS设备结构紧凑、占地面积小，配置灵活且可靠性高、安全性强，对环境的适应能力也较强，而且便于安装，维护起来工作量小。随着GIS设备在变电站中的大量应用，所以GIS设备的正常运行及故障判断和检修水平就直接影响着变电站的运行水平和质量。而且，由于GIS设备的所有元件都结合并装置于一个金属封闭体内，罐体内充满六氟化硫气体，一旦出现故障，因罐体较长，设备内部会存在死角，且空间太小，及时准确找出故障原因的难度较大，拆卸设备需要大量时间，还要防范小空间内六氟化硫气体会使人窒息现象，一些不合格的气体中含有有毒杂质，还会威胁检修人员的生命安全，因此故障检修难度大。本文对GIS设备常见故障进行总结，探讨故障产生原因，为变电站检修人员提供经验参考。

1 GIS设备常见故障及原因1.1 GIS设备常见故障        变电站GIS设备故障通常出现在断路器和互感设备上，其中断路器方面，以分合闸动作无法完成这个故障出现的机率最高;互感设备方面，一般情况下，电流互感器上容易出现电流互感器偏差问题，进而导致发生结果不准确现象。1.2 引发GIS设备故障的原因        断路器无法完成分合闸动作，导致这类故障的原因主要有以下几方面：电源终端分闸供电导致合闸时缺少应有的电能，控制回路故障影响到合闸动作，断路器中的弹簧元件接触不良或转换不良等导致其失去了足以实现合闸的能量，以及六氟化硫压力下降到了一定的程度，这些现象均会使合闸动作出错，从而无法完成分闸动作。

互感设备发生故障，通常是原本电流互感器在常规状态下，互感器的屏蔽罩靠近开关一侧后，连接了GIS设备外壳，同时因六氟化硫气体隔绝，与线路另外一侧的外壳存在着绝缘状态，因此在这种工况下是没有回路的，但是在实际操作运行过程中，如果连接外壳一侧的某一段出现了松动现象，就有可能使两侧同时处于连接状态，这样就形成了一个闭合的回路，因此对互感器数值造成了一定的影响。一旦GIS设备的滑竿装备产生了闭合回路后，二次绕组会通过感应磁通产生反向电流，然后与第一次的电流抵消，互感器只能感受到方向电流与一次电流之间存在的差值，在这种状态下，导致了互感器数值变比出现了增大的变化，据日常工作经验总结，出现这种问题，通常是因为厂商生产的零件规格存在较大的误差，或者是设备安装过程中出现了疏漏引起的。 2 GIS设备故障的检修        GIS设备出现的故障及引发故障的原因不同，因此要针对性的对不同原因导致的故障开展不同的检修方式。上述分析中我们已经了解到GIS设备的检修难度较大，所以日常开展变电站运行维护工作时，要特别重视GIS设备的巡检。首先就是用眼睛进行表面的观察，用鼻子闻有无气味，用耳朵听有无异常声响，并利用随身携带的测温仪、照相机、望远镜、成像仪等仪器进行初步检测，必要时打开应急灯和对讲机等。巡视人员在巡检时，需要进入六氟化硫气体高压室时，如果入口处未设置无气体含量显示器的，要先将高压室进行通风15min后，再利用检漏仪对六氟化硫气体含量进行测量，测量结果达到合格后方可进入室内中，一般至少要安排2人及以上进入高压室。

2.1 断路器检修

GIS设备断路器发生故障，首先要考虑电源是否正常，如果电能支持不够，都会影响合闸或开闸出现动作。若是电源有无空开现象，试合空开，熔丝发生熔断，及时更换新的熔丝，接着检查汇控柜。电源正常时，就要判断控制回路可能引起分合闸动作错误，重点查看控制回路中关键部位，并判断是分闸工作故障还是合闸动作故障，如果是分闸动作出现了故障，对应检查断路器的控制把手、分闸线圈，必要时请专业检修人员进一步检查控制回路。如果是合闸动作出现了问题，直接交由专业人员对二次回路进行检查。若因六氟化硫气体压力不足导致断路器分闸操作无法完成时，应先中断断路器电源，确保其空开，然后上报要求停止重合闸，得到上级批准后采用母联串代的形式把正常运行的断路器先转换至另一母线，然后再对出现故障的断路器进行中断后维修。合闸操作不正常时，要先将电源断开，申请重合闸，然后交由专业维修人员检查维修。若是六氟化硫气体压力降至警戒值以下，并不能支持分合闸的，这时应快速的将断路器电源断开，闭锁操作机构，设置为不可手动操作状态，然后按照设备缺陷管理制度分割故障开关，然后请专业人员进行维修。

2.2 互感设备检修

GIS设备中互感器元件发生故障的机率较低，通过合格验收及科学安装的GIS设备一般不会有互感器方面的问题，而且当前的在线监测技术也能保障互感器正常运行，但是一旦出现故障，不会有明显的故障现象指示，因此工作人员很难找出故障原因，所以对故障问题的检修存在很大的难度。当发生互感器故障时，首先可根据图纸判断保护区段，结合在线监测装置对故障位置进行确定，就可以更换新的设备。换新互感器时，要先严格检测互感器质量、规格及参数，确保这些指标都能达标后才能替换。更换时，应基于相关数据进行统计分析，按照GIS设备实际需求进行更换，首先要做好设备接地，接着参考操作手册和安装说明书进行正确安装。

2.3 对设备现地控制柜进行维护

设备自身的控制柜中所有的元器件，可以在确保外观完好的条件下，发挥出其具备的性能实施检测能力，联系到该部位具体情况，对其开展处理公众。继电器未达到规范要求的密度时，应及时换新的继电器。当从事维护管理工作的人员尚未明确维护工作应承担的责任时，要做好监督管理，从而更好的完成设备的诊断及维护工作。

2.4 维护设备气体密封性功能

工作场所中，还要定期检测气体密封性，对比前期实施的充气登记数据，对实施维护操作的设备自身要求的密封操作的相关部件应具有的优质的密封性能进行检测，与测试结果进行联系，并针对性的提出对设备进行改良及优化操作，从而提高GIS设备的气体密封性能。

3 结语

由于GIS设备的广泛应用，越发彰显出其在变电站运行中的重要性，因此要重视GIS设备故障的判断及检修，不断总结日常工作中遇到的问题及处理方案，同时加强设备构造及工作原理等方面的知识学习，提升业务工作能力，确保故障问题的及时发现、准确判断及快速检修，保障电网正常可靠供电。 参考文献

[1] 姚卫民，黄安朝.浅析变电站GIS设备的故障诊断与检修[J].科技创新导报，2018（36）.

[2] 范磊. 電力GIS设备故障诊断方案[J].机电信息，2011（15）.

作者简介：赫志远（1990-），男，汉族，吉林省吉林市人，硕士研究生，工程师，从事电网设备运维检修工作。