錢小泉

摘 ?要：GIS設(shè)備是變電站的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)在很大程度上影響著整個(gè)變電站運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。而在變電站運(yùn)行過程中，受各種因素的影響，GIS設(shè)備中存在著一些常見故障，這些故障嚴(yán)重影響了設(shè)備功能的有效發(fā)揮。文章結(jié)合GIS設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)其常見故障進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的故障處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設(shè)備;常見故障;處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM67 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）35-0015-01

變電站在現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)了相當(dāng)重要的位置，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，社會(huì)對(duì)于電力的需求不斷增加，電力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也在不斷拓展，輸電距離的增加，使得電力線損成為一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。而通過變電站的升壓傳輸和降壓配電，能夠有效減少電力在傳輸過程中的損耗。GIS設(shè)備是變電站的核心設(shè)備，影響著變電站設(shè)備的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和安全，一旦發(fā)生故障，必須及時(shí)進(jìn)行處理。

1 ?GIS設(shè)備概述

在變電站中，GIS設(shè)備的全稱為六氟化硫全密閉式組合電器，設(shè)備中所有的帶電部分由不銹鋼、鋁合金等金屬外殼包裹，內(nèi)部充滿了SF6氣體，以該氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，與油斷路器相比，絕緣性能和滅弧性能都大大高出，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的小型化。以三相共箱的緊湊型GIS設(shè)備為例，其標(biāo)準(zhǔn)間隔占地面積僅為2.9 m2。

GIS設(shè)備與傳統(tǒng)的敞開式配電裝置相比，具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①占地面積?。河捎谠贕IS設(shè)備中，以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，因此設(shè)備的體積大大減小，以110 kV變電站為例，GIS設(shè)備的占地面積僅僅為傳統(tǒng)設(shè)備的46%，而且電壓等級(jí)越高，相對(duì)占地面積越小。

②可靠性高：在GIS設(shè)備中，帶電部分包裹在金屬外殼內(nèi)，而且密封于SF6氣體中，不與外界環(huán)境接觸，具有良好的抗震性和可靠性。

③安全性好：設(shè)備的帶電部分密封在金屬外殼內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)，而SF6氣體屬于惰性氣體，也不會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)事故。

④技術(shù)先進(jìn)：GIS設(shè)備運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和精密加工，因此其故障率較低，不需要進(jìn)行經(jīng)常維修，能夠有效減少維修成本[1]。

2 ?變電站GIS設(shè)備常見故障與處理技術(shù)

2.1 ?GIS設(shè)備常見故障

通常來講，可以將GIS設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障分為常規(guī)操作故障和特有故障兩種，前者主要包括了電動(dòng)合閘失靈、分閘不到位等，容易引發(fā)大面積的停電;后者則包括SF6氣體泄露、內(nèi)部放電等。在常溫常壓下，SF6氣體屬于惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;當(dāng)壓力達(dá)到0.29 MPa時(shí)，氣體的絕緣性能和滅弧能力會(huì)急速增加到空氣的100倍左右，起到良好的絕緣和滅弧作用。但是，如果氣體受放電或者電火花等的影響，會(huì)分解出SO4、HF等劇毒氣體，這些氣體一旦泄露，會(huì)給工作人員和檢修人員的生命安全帶來很大威脅。

這里以最為常見的內(nèi)部放電故障為例，引發(fā)內(nèi)部放電故障的原因，多是由于原材料質(zhì)量以及加工不合格，或者在密封過程中，沒有對(duì)碎屑和雜物進(jìn)行徹底清理，導(dǎo)致其被密封在設(shè)備內(nèi)部，從而增大了放電現(xiàn)象發(fā)生的幾率。當(dāng)放電故障發(fā)生后，很容易造成GIS設(shè)備絕緣系統(tǒng)的擊穿，從而引發(fā)SF6氣體泄露等其他故障。

2.2 ?GIS設(shè)備故障檢測(cè)技術(shù)

要想對(duì)GIS設(shè)備的故障進(jìn)行有效處理，首先要做的就是對(duì)設(shè)備的檢測(cè)，明確故障的位置和原因，然后才能針對(duì)性地進(jìn)行處理和解決。常用的故障檢測(cè)技術(shù)有以下幾個(gè)方面。

2.2.1 ?超高頻檢測(cè)

若GIS設(shè)備發(fā)生絕緣故障，其內(nèi)部必然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的放電現(xiàn)象，而設(shè)備自身良好的波導(dǎo)體特性，使得超高頻電信號(hào)能夠有效傳播，這就為超高頻檢測(cè)故障提供了相應(yīng)的依據(jù)。超高頻檢測(cè)技術(shù)的原理，是向GIS設(shè)備內(nèi)傳輸相應(yīng)的高頻載波，如果設(shè)備不存在故障，則信號(hào)的傳播速度較快，而且基本上不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度上的衰減;如果設(shè)備內(nèi)部存在故障，則高頻信號(hào)的傳播速度會(huì)受到一定影響，同時(shí)信號(hào)強(qiáng)度大幅衰弱。根據(jù)信號(hào)的傳播速度、衰弱幅度、波形等，可以對(duì)故障的嚴(yán)重程度和具體位置進(jìn)行明確[2]。

2.2.2 ?氣體組分檢測(cè)

之前也提到，當(dāng)GIS設(shè)備產(chǎn)生內(nèi)部放電故障時(shí)，在電火花和高溫的影響下，會(huì)分解出SO4、HF等氣體，利用專業(yè)設(shè)備，對(duì)上述特征氣體的含量進(jìn)行檢測(cè)，就可以判斷GIS設(shè)備內(nèi)部是否存在故障。需要注意的是，這種方法一般只能確定設(shè)備中是否存在故障，并不能對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，存在著一定的局限性。

2.2.3 ?紅外測(cè)溫技術(shù)

如果GIS設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)短路、內(nèi)部放電等故障，必然會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，在這種情況，利用紅外測(cè)溫技術(shù)，通過對(duì)設(shè)備溫度的檢測(cè)，就能夠?qū)υO(shè)備是否存在故障進(jìn)行判斷。不過，引發(fā)GIS設(shè)備發(fā)熱的因素是多種多樣的，而且設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，若想單純依靠紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，尚需要更加深入的研究和實(shí)踐。

2.3 ?GIS設(shè)備故障處理技術(shù)

在完成對(duì)于設(shè)備故障的檢測(cè)之后，檢修人員應(yīng)該根據(jù)故障的位置、類型等，選擇恰當(dāng)?shù)奶幚砗途S修技術(shù)。為了保證變電站的正常運(yùn)行，避免檢修帶來的停電問題，一般都會(huì)采用帶電檢修的方法。

首先，需要對(duì)GIS間隔氣室的連接管道進(jìn)行處理，取下連接管道的接頭部分，將內(nèi)部的SF6氣體全部排出。在排出氣體的過程中，前期應(yīng)該對(duì)放氣速度進(jìn)行適當(dāng)控制，以防止出現(xiàn)放電現(xiàn)象，后期則應(yīng)該適當(dāng)加快放氣速度，以確保氣室內(nèi)存在的雜物能夠隨氣體一起排出。其次，當(dāng)放氣完成后，應(yīng)該利用專業(yè)的檢修設(shè)備，對(duì)間隔氣室內(nèi)部的情況進(jìn)行查看，看是否存在雜質(zhì)，若存在，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行徹底清理，然后更換新的輸氣管道，并對(duì)間隔氣室進(jìn)行密封處理。然后，向氣室內(nèi)注入SF6氣體，確保氣室內(nèi)的氣壓能夠達(dá)到0.45 MPa的系統(tǒng)要求。氣體注入完成后，還應(yīng)該使用檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)其是否存在泄漏現(xiàn)象，然后進(jìn)行試運(yùn)行，檢測(cè)氣室內(nèi)的氣壓。當(dāng)試運(yùn)行穩(wěn)定，內(nèi)部氣壓正常后，可以將GIS設(shè)備連接，正常運(yùn)行[3]。

2.4 ?日常維護(hù)

做好設(shè)備的日常維護(hù)工作，對(duì)于保障設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行是非常重要的。因此，變電站工作人員和專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于GIS設(shè)備的日常維護(hù)和定期檢修工作，對(duì)容易出現(xiàn)問題的部分進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。一般情況下，GIS設(shè)備應(yīng)該以3～5 a為周期進(jìn)行小修，以8～10 a年為周期進(jìn)行大修，始終保證其運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

3 ?結(jié) ?語(yǔ)

總而言之，GIS設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)整個(gè)變電站的安全運(yùn)行造成巨大的影響，應(yīng)該得到足夠的重視。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該做好GIS設(shè)備的監(jiān)測(cè)和管理，針對(duì)一些常見的故障，采取切實(shí)有效的檢測(cè)技術(shù)和處理技術(shù)，對(duì)故障進(jìn)行解決，保證GIS設(shè)備的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程浩.GIS設(shè)備常見故障分析與處理[J].低碳世界，2013，（10）.

[2] 王玉美.變電站 GIS 設(shè)備常見故障處理與技術(shù)分析[J].電子技術(shù)與 ? 軟件工程，2015，（17）.

[3] 李慧萍，趙國(guó)梁.變電站室外GIS設(shè)備常見故障處理技術(shù)研究[J].現(xiàn)代 ? 電子技術(shù)，2012，（22）.