摘要：现阶段，GIS设备被广泛应用于变电站中，其故障诊断与检修水平将决定变电站的运行水平和质量。一旦某些设备出现故障问题，就会影响到变电站的安全运行。因此，在电网建设推进的大背景下，做好变电站GIS设备的故障检修非常重要。
关键词：变电站GlS设备；故障诊断；检修措施
引言
GIS设备是指气体绝缘全封闭组合电器，即将断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等组件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充一定压力的SF6绝缘气体作为绝缘介质。GIS设备由于具有结构紧凑，占地面积小、安装方便等特点，目前广泛用于新投运的35kV级以上变电站中。GIS设备在验收、运维及故障处理等方面都与敞开式设备有很大的区别，值得引起相关电力从业人员的重视。
1GIS设备概述
GIS(GAS insulated switchgear)，即气体绝缘全封闭组合开关，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。现场GIS开关设备见图1。GIS在电力传输中有着至关重要的作用，其安全可靠的运行是保证电力生产的关键。GIS是电力系统中的重要设备，具有结构紧凑、体积小、占地面积少、可靠性高、抗震性好、噪音低和维护量小以及不受外接环境影响等优点，在电力系统中得到了广泛的应用。但由于GIS与传统的敞开式设备相比，其直观性不强，无法直接观察触头的接触情况，无法直接判断触头的工作状态，一旦触头发生故障，则会引起事故，给电力生产带来巨大的经济损失。GIS设备的安装、检修质量对GIS设备的安全运行有着非常重要的作用。目前在GIS上广泛使用的触头主要包括3种：表带触头、弹簧触头、梅花触头。这3种触头在静电连接方面有各自的优缺点。触头接触不良造成的接地事故在电力系统中时有发生，而其生产工艺特别是安装工艺的优劣对于设备能否安全运行至关重要。
2GIS设备运行主要故障
2.1断路器主要故障
断路器在工作时经常出现无法完成合闸与分闸的故障。出现此现象的主要原因如下：（1）合分闸的供电电能被断开；（2）分合闸受控回路出现了问题，导致分合闸无法完成；（3）断路器合闸弹簧弹性势能不足，导致分合闸动作难以完成；（4）GIS设备腔体内的六氟化硫气压下降，导致断路器发生闭锁状态，无法分合；（5）断路器的某些触点存在接触不良或者转换不畅的故障。
2.2GIS设备电流互感器故障
在GIS设备使用过程中，互感器的测量电流数值有时会出现一些偏差。在一次故障案例中发现，某500ｋＶ变电站GIS设备电流互感器出现了故障，因此，互感器的主回路电流测量结果与正常数值相比出现了很大误差，并且误差值大于10。对此故障原因深入分析后发现，出现此故障的具体原因可能有以下两点：（1）GIS设备电流互感器在正常的运行状态下，开关与屏蔽罩接近位置与金属外壳需要进行接触，而与另一端与金属外壳之间处于绝缘状态，这种状态下并不能产生回路。但在实际的操作过程中，GIS设备的分合会引起系统的震动，使绝缘端发生松动现象，使绝缘端与外壳发生连接现象。（2）若绝缘端与金属外壳发生相连现象，形成了回路，互感器的二次绕组产生的感应磁通将会在屏蔽罩内发生逆向电流，与正常的测量电流产生了抵消。若将正常的测量电流值设为I1，屏蔽罩产生的逆向电流为Ie，在实际检测过程中，互感器只能检测到一个电流的存在，此电流数值为I＝I1－Ie，因此测量值与实际值产生了偏差。而屏蔽罩之所以因振动出现松动现象，导致形成回路，产生逆向电流，这与制造商在组装环节中使用了尺寸没有达到要求的绕组及其相关组件有很大关系，或者相同规格的零件也存在较大的误差，通用性差，短期内不会出现问题，但带来的隐患是非常严重的。还有就是安装和维修人员在安装或更换零件时，其操作不符合施工标准，使得安装效果不佳，从而导致误差的出现。
3变电站GlS设备的故障诊断与检修措施
从实践经验来看，不同原因导致的故障需要采取不同的检修方式。事实上由于GIS设备的检修难度较大，在变电站的日常运维当中需要特别重视日常巡视工作，在巡视过程当中一般就是用眼睛观察，用鼻子闻，耳朵听，随身携带测温仪、照相机、望远镜、成像仪等仪器，特殊情况下会需要应急灯、对讲机。特别要注意的是巡视过程中要进入六氟化硫气体高压室当中时，入口处若无气体含量显示器，必须要先通风15min并使用检漏仪测量六氟化硫气体含量，合格后才能进入其中，并且不能一人进入高压室。
3.1断路器检修
当确定GIS设备故障为断路器故障后，在诊断过程中首先要确定是否是电源存在问题，无论合闸还是分闸，电能支持不够都不会出现动作，所以当断路器工作不正常时，首先检查电源是否空开，并检查熔丝，若电源空开，则试合空开，如果熔丝出现熔断则只能更换新的熔丝。处理完成后进一步检查汇控柜。当电源没有问题时，考虑是否由控制回路引起分合闸动作错误。此时重点检查控制回路中的关键位置。此时需要看故障类型是分闸动作问题还是合闸动作问题，当故障表现为分闸动作出错，则检查断路器控制把手、分闸线圈，若有特殊情况可邀请专业人员对控制回路进行细致检查，而当出现合闸问题时，一般直接由专业人员检查二次回路。当断路器故障由六氟化硫气体压力不足引起时，需要注意，如果是分闸操作无法完成那么需要先中断断路器电源，使其空开，并向上汇报停止重合闸，批准后用母联串代的形式将未发现有故障情况的断路器转换至另一母线，最后中断故障断路器随后进行必要的维修作业。而若是合闸操作无法完成，那么先中断电源，并申请重合闸，之后由维修人员进行维修。当六氟化硫气体压力降低到警戒值以下，并且无法支持分合闸，那么就需要迅速中断断路器电源，闭锁操作机构，并作出不可手动操作的标志，随后根据设备缺陷管理制度分割故障开关后进行专业维修。
3.2互感设备检修
一般情况下，GIS设备中互感器元件出现问题的概率不高。但是不代表不会出现问题，而且互感器出现问题时，一般不会出现明显的故障现象指示工作人员准确找到故障原因。这给设备检修带来的很大的困难。一般通过合格验收以及科学安装的GIS设备不会出现互感器问题，并且利用现在先进的在线监测技术可以保证互感器的正常运行。当然确实是出现互感器故障，那么可以根据图纸测定保护区段，并结合在线监测装置确定故障位置，然后直接更换设备。更换前的互感器必须要经过严格检测，确保质量、规格、参数合格后才能用于更换。更换过程中需要基于相关数据进行统计分析，按GIS设备实际需求完成更换作业。具体流程是先做设备接地，然后根据操作手册和安装说明书，准确安装。
结语
综上所述，随着GIS设备的大量运用，对其故障诊断与检修必须要特别重视起来，以保障GIS设备的正常运行，这是确保电网供电可靠性的关键环节。本文从实践出发，进行了一番简单的探讨，可能存在不足，但希望有一定参考价值。
参考文献
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论文作者:畅绍敏
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
标签：设备论文; 断路器论文; 故障论文; 互感器论文; 变电站论文; 回路论文; 电流论文; 《当代电力文化》2019年第06期论文;