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1、 变电站GIS设备投运故障原因及建议分析 Summary：变电站GIS设备采用外部气体与内部金属控制相结合的方法，对电流进行管理与控制。但是GIS设备在变电站的使用过程中，仍然存在故障问题。通过对近几年变电站GIS设备运行状态情况进行统计，发现GIS设备经常出现SF6气体泄漏、绝缘故障等。文章分析了变电站GIS设备投运故障原因，提出了故障处理建议，以供参考。Keys：变电站；GIS设备；故障引言GIS设备，即气体绝缘金属封闭开关设备，将变电站中除变压器、电容器等以外的所有一次设备全部密封在接地金属壳体内的金属封闭开关设备，内部采用SF6气体作为绝缘介质。为了提高GIS设备在具体应用过程中的合理
2、性与科学性，电力企业需要对与该设备相关的维护管理工作进行深入的研究与分析，提高维护管理工作的有效性与科学性1变电站GIS设备投运故障原因分析1.1GIS设备漏气故障原因分析GIS设备漏气一般发生在法兰连接处、焊缝、气体密度继电器结合面、阀门、管道及由密封圈密封的密封面等处。常见的泄漏原因有设备制造、设备安装、密封件质量等原因。（1）锈蚀漏气。GIS设备户外法兰密封面防水胶老化、开裂，失去防水作用，雨雪长期侵蚀，易造成密封面锈蚀漏气。环氧树脂盆式绝缘子外圈无金属法兰，基建施工螺栓紧固力矩不均，冬季低温罐体收缩，在内部应力作用下，易导致环氧树脂螺栓孔处产生裂纹，造成密封失效漏气1。（2）密封件质量
3、原因。GIS设备法兰对接面所采用的密封圈在使用过程中，受温度变化、机械应力等的影响，会逐渐发生氧化老化、疲劳劣化等现象，造成GIS设备法兰对接面密封不良，导致法兰处漏气。GIS法兰密封圈多采用O型密封圈，当密封圈直径设计不符合要求时，对法兰对接面的连接处不能起到良好的密封作用，造成法兰对接面发生漏气。（3）设备安装原因。GIS设备在安装过程中装配质量不高，如不遵守作业指导书要求、未选取指定的安装零件、不遵循规定的安装流程等均易导致SF6气体泄漏。此外，安装现场的环境清洁度对安装效果也有影响，如环境湿度过大会使绝缘元件受潮，进而造成不良影响。安装操作不当，划伤元件表面，或对法兰进行紧固时端面施力
4、不对称，也会造成SF6气体泄漏。1.2GIS设备内部绝缘故障原因分析（1）绝缘构件缺陷及机械损伤。GIS设备内部绝缘结构紧凑，运行在高压环境卜，绝缘击穿电压受多方面因素影响，包括电场均匀度、间隙距离、极性以及气体压力等。GIS设备的绝缘构件主要包括绝缘拉杆、盆式绝缘子和支柱式绝缘子，常见缺陷包括裂纹、气泡和金属杂质等。比如盆式绝缘子的机械强度不足，在运行过程中受应力作用，容易出现局部裂纹，或因碰撞和施工力度过大，受到损伤2。出现裂纹后，盆式绝缘子的表面闪络电压显著降低，进而导致绝缘能力下降，容易发生绝缘子闪络问题。随着裂纹的逐渐扩大，还会出现击穿接地现象。（2）绝缘构件表面污染。在GIS设备的
5、运行过程中，内部绝缘构件不可避免的会积聚灰尘杂质，在GIS设备的生产、装配和运输过程中，也可能受到分身污染，在表面留有油垢等杂质。如果不能定期对其进行清理，会引发绝缘故障问题。在气室内，导电杂质自由运动，对SF6气体纯度产生影响，进而导致其绝缘性质降低。在交直流电压的作用下，导电造纸容易附着在绝缘子表面，导致其表面局部电场集中，容易出现沿面放电现象。随绝缘子的表面电荷量增加，其沿面闪络电压会出现明显下降，引起GIS设备内部绝缘故障。（3）紧固构件松动。紧固件松动属于组装质量问题，在GIS设备的生产和安装过程中，由于工艺技术不到位，为对其进行严格检查，导致屏蔽罩、壳内金具等部件安装不牢固，容易出
6、现松动缺陷、紧固件松动会对GIS设备绝缘性能造成严重影响，导致其在运行过程中形成悬浮点位，出现强烈局部放电现象、而且屏蔽罩在振动过程中会出现变形，进而引起内部电场畸变，发生绝缘击穿事故。2变电站GIS设备投运故障处理建议2.1GIS设备漏气故障处理（1）针对由法兰对接面连接螺栓问题引起的漏气，现场采取的防范措施是在不停电状态下，将原螺栓更换为不锈钢螺栓，碗状防水垫圈更换为两平一弹垫圈，加强法兰刚性连接，更换后用防水胶把螺栓头和螺母密封，避免进水引起法兰锈蚀；对于已经锈蚀或锈蚀严重的法兰面，结合设备停电，对锈蚀法兰面进行打磨，清理已老化开裂的密封胶，用金属封堵胶对法兰面重新密封治理；从设备运行环
7、境方面考虑，可以在法兰处加装防雨罩，将法兰包住，防止雨水侵蚀。针对由密封圈老化引起的漏气，在设备安装阶段要严格把关质量验收，密封圈无老化、裂纹等情况；在设备解体检修时，要更换密封圈，已使用过的密封圈不得使用。（2）SF6气体检漏。SF6气体检漏方法有定性检漏和定量检漏两种，一般先进行定性检漏，再进行定量检漏。对于运行中的设备，一般利用密度继电器对气体压力进行监测报警，当气体压力小于阀值时便报警，即说明存在漏气现象，或用红外成像检漏仪寻找漏气现象。发现漏气后，利用局部包扎法进行定量检漏。通过泡沫检漏法可确定漏气点，将肥皂水均匀涂抹在怀疑漏气的位置，若出现大量鼓包则说明此处为漏气点。（3）SF6气
8、体泄漏处理。如果属于轻微泄漏，那么可在不停电情况下对漏气气室进行补气或临时封堵。补气至额定压力即可，最高不得超过额定压力0.02MPa，在补气压力接近额定值时应减缓补气速度，并一边补气一边观察气体密度继电器，在压力达到额定值时停止补气3。如果SF6气体泄漏情况严重，漏气速度较快，那么应立即通风，并安排人员撤离现场，但应实时关注漏气状态。在漏气速度减缓，气体压力安全的情况下，安排人员在采取防毒措施的条件下带电补气，并观察漏气速度；若漏气速度较快，则应对漏气设备启动停电措施，并与其它设备隔离。残留的SF6气体不可随意排放，应用气体回收装置回收。2.2GIS设备内部绝缘故障处理（1）完善现场绝缘试验
9、。做好现场试验十分重要，可以提前找出设备缺陷，并及时加以处理。此外，在进行状态评估和检修时，也要进行现场绝缘试验，必须对现场试验进行不断完善、目前GIS设备的现场剧院试验主要包括SF6气体湿度测试、交流耐压测试和设备泄漏测试等。其中，GIS设备要获得较好的绝缘性能，必须保证SF6气体的压力和质量符合要求、交流耐压试验则可以检测出GIS设备内部绝缘子的污染、工具遗留等缺陷。（2）局部放电试验。对GIS设备进行局部放电试压，可以有效诊断出GIS设备是否存在内部绝缘挂账、目前使用的技术手段主要包括超高频电磁波、超声波等，可以准确捕捉到微笑的局部放电现象、一些先进的专用局部放电检测仪，可以捕捉到1pC
10、的局部放电量。在此基础上，进行SF6气体分解试验，可以找出具体的故障位置，判断故障性质及严重程度。（3）实时在线监测。在采用给上述故障诊断处理方法的基础上，还应利用在线监测诊断系统对CTS设备的运行状态进行实时监测、在线监测系统的检测内容主要包括设备内部气体压力、局部放电量、微水量和SF6气体分解物等。用户可以根据实际需要，选用合适的在线监测产品，为其灵敏度和抗干扰能力提供保障。在实时在线监测系统的支持卜，随时掌握GIS设备运行状态，避免发生严重的绝缘故障事故。3结语GIS设备具有较高的稳定性和可靠性，其在变电站中发挥着重要作用，若GIS设备发生运行故障，往往会影响整个变电站的安全性，所以应加强GIS设备运行维护，做好GIS设备故障处理，为GIS备良好地运行奠定基础，提升变电站的运行质量，促进电力市场的发展。Reference：1曲金秋.变电站GIS设备缺陷分析与防范J.科技视界.2012（16）2韩丰.变电站GIS故障分析与解决对策实践J.电子技术与软件工程.2014（17）3许驰.变电站GIS设备的运行维护与管理分析J.电子测试.2016（22） -全文完-
