分析GIS设备运行与维护的关键问题

发布来源：发布时间：2016/04/20点击量：2753

分析GIS设备运行与维护的关键问题

吴卓文

（广东电网公司江门供电局，广东 江门 529000）

摘  要：在电力系统中，GIS设备因具备独特的优势而得到了广泛应用，但因质量参差不齐、运行维护不到位、安装环境较差等，导致GIS设备出现了各种问题，进而对电力系统的安全运行造成了严重影响。要想保证电力系统运行的安全性和稳定性，就需要加大对GIS设备的管理和维护力度。结合广东江门220 kV新会变电站户外GIS设备的运维经验，对其关键性问题进行了合理分析。

关键词：GIS设备；输电系统；绝缘介质；绝缘封闭母线

中图分类号：P208                文献标识码：A        DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.092

1  GIS设备概述

1.1  优点

GIS设备在电力企业中的应用十分广泛，尤其是在高压输电系统中，相比于其他设备而言，该设备具有3个突出的优点：①采用全封闭设计，减少了外界对设备的影响，具有十分优越的技术性能；②占用的空间比较小；③维护频率低，降低了维护人员的劳动强度。

1.2  类型

GIS设备的类型构成是多样化的，根据结构的构成形式，可将其分为圆筒型和柜型两种。此外，按照绝缘介质的不同，还可将其分为全SF₆气体绝缘型和部分气体绝缘型两大类型，前者是全封闭的，后者分为两种情况：①除母线之外，其他元件均采用气体绝缘；②采用绝缘封闭母线，其他元件均采用常规的敞开式电器。

1.3  关键元件

1.3.1  气体隔室

为了实现不同元件之间的隔离和满足维护的需要，GIS由一个个独立的气室组成，每个气室内只有一个设备元件。有些气室之间是完全隔离的，有些气室之间是可通过管道阀门连通的。每个气室均应配有充气口和压力表，以便维护和监测。一般而言，GIS气室内SF₆气体的压力在0.4～0.6 Mpa·G，开关气室比其他气室的额定压力高0.1 MPa·G。

1.3.2  支持绝缘子和绝缘隔板

支持绝缘子一般采用环氧树脂制造，发生短路故障时，其强度可充分耐受电磁力，从而保证导体与壳体的间距。在正常状态下，隔板的盆式绝缘子可承受因隔离两侧可能存在的最大压力差而形成的机械力。

1.3.3  伸缩节

伸缩节可调节GIS设备制作、安装时的允许公差，吸收因电流通过而引起的外侨与地基之间的相对伸缩。因此，应在设备的适当位置安装伸缩节。

1.3.4  气体监测装置

气体监测装置可有效监视各个气室内的漏气情况。一般情况下，开关气室以0.05 MPa·G为梯度向下设置报警值和闭锁值，大多数气室只具备报警值，且具体数值需要结合压力、温度特性曲线和区域内的常年气温制订。

2  GIS设备运维中的关键问题及解决方案

2.1  SF₆气体

气体泄漏是GIS设备最常见的故障之一。比如，SF₆气体泄漏不仅会破坏相关设备，还会污染环境、危及人身安全。因此，在日常运维中，运维人员要密切监视、记录气体压力表的读数，即使其在规定范围内，也要与前一记录进行纵向比对，分析是否存在异常。

在停电维护的过程中，运维人员应对气体压力表的报警信号回路进行测试，保证监控中心在第一时间收到气体下降警报。

2.2  微水

微水是SF₆气体的重要指标之一，因此，需要定期更换GIS设备内部的吸附剂。此外，应尽量选在干燥的天气进行GIS的解体维护、取气、补气等，以免湿气侵入设备。

一旦SF₆气体微水超标，则需要强化监视和缩短检测周期。具体而言，最常采用的方法是在SF₆气体回收后，采用N2反复冲洗气体，进行干燥处理，抽真空后充入新的SF₆气体，并在静置48 h后重复测试，合格后方可投运。

2.3  防爆膜

当GIS设备内部出现严重的故障时，防爆膜能释放内部压力，保护设备外壳不变形。一般情况下，防爆膜外部设有保护罩。在设备运行中，如果防爆膜是向下安装的，则保护罩的开口是向上的，而这样很可能会积聚雨水。对于这种结构的防爆膜保护罩，必须在罩底部开小孔，以防积水锈蚀防爆膜和法兰。

2.4  绝缘隔板

GIS设备在长期运行后，其各部件的机械强度会有所下降，运维人员应重视该问题。比如，某一气室需要抽真空时，运维人员必须考虑其与相邻气室之间绝缘隔板的机械强度能否承受压力差。目前，比较常见的消除压力差的方法为阶梯式降压，即相邻气室降半压或降至0.1 MPa·G（具体数值以厂家书面建议为准），压力差分散后，可避免绝缘隔板损坏。

2.5  操作位置

2014年，某供电局发生了一起GIS设备带负荷拉刀闸的事故。调差发现，在该供电局220 kV线路中，2母刀未合闸到位便拉开了1母刀，而操作人员在操作2母刀时只观察了后台刀闸辅助接点的到位情况，未观察现场机械指示的到位情况，导致因传动机构卡阻而使设备内部刀闸2母刀的触头未闭合，最终引发事故。

由于GIS设备是全封闭的，无法查看设备内部的实际情况。因此，操作人员在操作GIS设备的刀闸时，一定要做到“四看”，即看后台指示位置、看信号回路指示位置、看机械指示、看传动拐臂位置。只有这样，才能确保刀闸操作到位。

目前，部分GIS设备还配备了设备窥视镜，操作人员可从镜内查看设备内部的实际情况。

2.6  异响

GIS设备出现的异常响声主要包括放电声和励磁声。如果运维人员在巡视过程发现GIS设备出现异响，则一般与其内部零件松动有关，需要在第一时间解决此问题。此外，还可能在靠近气体阀门的位置出现嘶嘶声，其原因很可能是因阀门垫圈老化而导致气体泄漏。此时，运维人员需要立刻用SF6检漏仪测量是否存在漏气现象。

2.7  事故处理

如果户外GIS设备发生了爆炸或漏气等事故，则操作人员需要在第一时间采取安全防护措施，穿戴相应的防毒面具、手套等，并从上风处接近设备；如果室内GIS设备发生了漏气事故，为了防止SF₆气体蔓延，则需要长时间开启通风机，至少开启15 min，实行强力排换气，直至气体浓度符合标准后方可进入。

3  结束语

GIS设备在电力系统中的应用具有智能化、复合化和小型化等的特点。要保证GIS设备性能的高效发挥，运维人员需要全面掌握GIS设备的相关知识，并在运维管理工作中积累经验，正确分析、解决设备存在的关键性问题。

参考文献

［1］高敏.GIS设备的运行及维护［J］.电工技术，2012（03）.

［2］林炜.提升GIS设备运行维护的管理能力［J］.硅谷，2011（23）.

［3］杜小军.GIS设备的运行及维护［J］.甘肃电力技术，2010（06）.

 

〔编辑：张思楠〕

————————
本文已公开发表在《科技与创新》杂志2016年第7期