高速铁路牵引供电GIS柜故障与应对探讨

李明春

摘要：科技的飞速发展使得高铁成为我国交通运输系统中的重要一环，而GIS柜在高铁正常运行过程中发挥了至关重要的作用。但就当前高速铁路牵引供电GIS柜的实际运行情况来看，由于存在一些运行状态问题导致GIS柜故障，因此这方面内容已经成为高铁供电部门的工作重点内容。本文将围绕高铁牵引供电GIS柜的故障进行分析，并探讨相应的应对策略。

关键词：高速铁路;牵引供电;GIS柜

引言：高铁牵引供电GIS柜的组成方式非常多样，但多数是将具有相关性的电流互感器与电压互感器进行结合，并使之各自发挥应有的效果。为了确保供电设备能够正常运行，为高铁提供稳定可靠的供电支持，关于GIS柜故障成因的分析与应对就显得至关重要。而这也意味着相关工作人员的专业化水平亟需得到充分提升，从而确保各类型GIS柜故障整合处理的有效性，同时为高铁牵引供电工作的需求提供可靠支持。

1.高铁牵引供电GIS柜的运行特点

高铁牵引供电GIS柜的全程为气体绝缘全封闭组合电器。该设施是将断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器及电压互感器以足够稳定的方式连接起来，使它们能够以完全封闭的状态储存在接地金属外壳内部，因此需要具备良好的封闭性。除了进行有效连接之外，金属外壳内部还需要填充足量的SF6气体，这是由于这种气体具有更强的空气绝缘性能，因此能够缩减金属外壳内部的空间，同时也使柜中各种设备的绝缘性能得到充分强化[1]。

在接地金属外壳与SF6气体的作用下，GIS柜受外界环境因素影响的程度被控制在一个非常小的范围内，因此GIS柜在高鐵牵引供电系统中有非常广泛的应用。应用GIS柜的优势体现在能够有效节约设备占地面积，同时各类型设备维护工作的工作量也会被缩减。通常情况下GIS柜内部的结构是比较紧凑的，而且具有突出的密封性能，然而一旦GIS柜内任何一种设备产生运行故障，其他同处柜内的设备同样会受到影响，这就意味着对GIS柜的故障检查及故障原因检索成为维持GIS柜稳定运行的重要工作[2]。

2.高铁牵引供电GIS柜常见故障分析

2.1GIS柜部件损毁或漏气

部件损毁及漏气故障是当前GIS柜最常见的故障类型之一。导致该故障出现的成因很多时候是因为GIS柜被电缆击穿。通过对GIS柜被电缆击穿位置的检查分析发现，该故障多发生于法兰盘的绝缘位置。当导线对法兰盘放电时有一定可能导致电缆头烧毁。而在检测电缆舱地板状态的过程中发现，一旦烧融导致漏点的情况出现，则电缆仓有很大概率出现漏气故障[3]。由此可见GIS柜部件损毁及漏气故障的成因与电缆头直接相关。由于电缆头在制作过程中容易受环境因素影响，导致内部带有大量导电粒子，因此长时间运行很容易造成GIS柜出现击穿故障。

2.2密封轴脱出

密封轴脱出同样会导致GIS柜出现漏气故障。GIS柜的密封轴脱出通常发生在气室位置，在检测过程中发现一旦压力指示器出现读数为零的情况，主轴上的密封轴套管就有可能从气室脱落。导致该问题出现的成因与气室的密封程度有很大关系，如果气室的密封程度达不到应有的标准，那么GIS柜的密封轴就很容易在运行过程中从气室脱出。

2.3开关柜动密封漏气

开关柜动密封漏气是GIS柜最常出现的漏气故障。当GIS柜开关气室气压处于较低水平时，如果设备运行时的环境温度低于开关柜温度，则可导致分闸过程中出现GIS柜开关柜动密封漏气的现象。处理这一现象的方式是及时更换GIS柜的传动轴，并将充气气压控制在合理范围内，保持环境温度与开关柜温度处于同一水准。事实上导致GIS柜开关柜动密封漏气出现的成因很多，因此对于各种类型的成因皆需要详细分析。

3.高铁牵引供电GIS柜的故障应对策略

3.1应用高质量的GIS柜气室套管

应用质量可靠的GIS柜气室套管能够保证GIS柜的稳定安全运行，因此气室套管最好采用同批次的产品。实际上部分生产厂家在生产气室套管时会出现赶工期的情况，导致套管存在质量上的问题，并由此造成GIS柜在运行过程中出现严重击穿的现象。在GIS柜运行一段时间之后，密封丝杆部位的密封性能会随着GIS柜运行时长的增加逐步下降，导致SF6气体泄漏的情况出现，柜内绝缘性能也因此下降，最终影响到GIS柜整体的运行质量。所以在维护GIS柜的过程中，为避免因气室套管导致的漏气故障，相关检修人员需要结合高铁牵引供电GIS柜的具体运行情况强化与气室套管生产厂家的交流，及时更换质量更好的气室套管，来确保GIS柜能够长期稳定运行。

3.2合理处置继电器与储能电机的运行故障

继电器与储能电机运行故障的处理是GIS柜故障应对策略中相对比较麻烦的内容。首先需要确保两种设备均具有可靠的质量，因此在采购继电器与储能电机时，需要针对两者的质量进行详细核查，确保两种设备的所有配件在设备使用寿命之内均能够稳定运行，从设备质量层面提供可靠保障;其次由于高压电缆线头直接关系到GIS柜的运行状态，且GIS柜较大运行故障的出现多因为高压电缆线头导致，因此在对GIS柜进行维护检修工作时要将高压电缆线头的检查作为重点工作内容定期进行，在检查时则要注意完全隔离各个网点分别检查，以确保检查过程中的安全性，同时还要合理应用一带二的维修方法，来保证供电的稳定性;最后要做的则是重点检查柜体的安装位置，确保柜体开关安装的合理性，通过对GIS柜整柜结构的优化来实现对GIS柜故障发生概率的有效控制。

3.3及时处理枢纽变电所的停电难题

枢纽变电所在GIS柜运行的过程中发挥着至关重要的作用，一旦枢纽变电所出现停电的情况，整个高铁供电方式也会受到严重影响。因此维护检修人员需要深入检查开关柜与母线柜连接的合理程度，确保两者连接的有效性，同时要做好套管的质量控制工作，最大限度避免高铁牵引供电GIS柜故障出现的概率与频率。实际上维护检修人员在检查GIS柜的故障过程中应结合高铁供电系统运行的实际情况，根据现行需求对供电方式进行合理调整，同时还要做好备用电源的储备工作，避免GIS柜因故障影响高铁运行的情况出现。

3.4合理应对故障处理中的注意事项

在处理GIS柜故障的过程中，检修人员需要特别关注以下几方面问题：其一是合理安排检修维护的时间，这是因为GIS柜的故障检修需要在开展相关试验的前提下进行，因此工作人员应当提前做好电缆头的拆装工作并预留出足够的检修时间;其二则是在试验过程中打开三工位开关与断路器，对其他设备予以断电处理，确保它们处于隔离状态。

结语：GIS柜在高铁供电过程中发挥着至关重要的作用，因此对于GIS柜的故障成因应综合各方面因素全面分析，明确GIS柜常见的运行故障内容，以此为基础采取正确的应对策略。此外还要注意GIS柜各部件及设备质量的控制强化工作，对于枢纽变电所停电的问题也需要及时进行处理，全方位提升GIS柜的性能，使之能够满足高铁牵引供电需求。

参考文献：

[1]朱嘉琦、郝冬生.高速铁路牵引供电GIS柜故障分析及处理[J].华东科技（综合）.2020，（2）：1.

[2]吴挺勇.高速铁路牵引供电GIS柜故障研究[J].低碳世界.2020，（1）：159-160.

[3]陈红英、王彦荣、金安.高速铁路牵引供电GIS柜故障分析及思考[J].电气化铁道.2019，（12）：131.