梁锐富
（江门明浩电力工程监理有限公司）
摘要：在社会经济市场的推动下，我国的人民生活水平得到了有效的提升，故而对电力行业也提出了新的要求，电力行业的发展也面临着新的挑战。随着我们国家输变电技术的不断进步和骨干电网输变电电压等级的不断提高，与此同时还伴随着用户对电力系统安全稳定性要求的不断增加，使得六氟化硫封闭式组合电器（简称：GIS）在这一过程中也得到了较多的应用。本文对某110kV变电站 GIS设备在安装过程中的故障以及故障的处理方法进行了阐述及分析，以及提出部分预防措施。
关键字：110kV GIS设备 故障 处理
引言
GIS 设备作为一种集联络、控制、测量和保护为一体的高度集成化开关电器，它的出现是变电设备的革命迈进了一大步，由于其具有占地面积小、配置。安全性高的优势受到了人们的青睐。但是，国内的GIS产品质量参差不齐，另外GIS对安装环境要求较高，实际情况变电站安装工期比较紧张，为了赶工期土建和电气安装经常交叉作业，导致安装过程中出现各式各样的故障。
1.110kV GIS结构、特点及优越性
1.1 110kV GIS设备的结构
一般包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、母线、避雷器、电缆终端（或引线套管）等。各元件间按电站主接线的要求连接并组装成一个整体，内充SF6气体。
1.2 110kV GIS的特点
基于GIS的结构既能发挥封闭式组合电器节省占地面积的优点，又有主接线变动容易，扩建、改建不受限制的好处。由于规格标准，设计制造方便，因此，价格适中。
1.3 110 GIS的优越性
1）占地面积小，一般220 kV GIS设备的占地面积为常规设备的37%110kV GIS设备占地面积为常规设备的46%左右．符合我国节约用地的基本国策．减少了征地、拆迁，赔偿等昂贵的荫期费用。
2）由GIS设备的元件是全封闭式的，因此不受污染、盐雾、潮湿等环境的影响。GIS设备的导电部分外壳屏蔽，接地良好，导电体产生的辐射，电场干扰、断路器开断的噪音均被外壳屏蔽。而且GIS设备被安装在基础预埋件上，产品重心低、强度高，具有优良的耐震性能，尤其适合在城市中心或居民区使用。与常规设备相比，GIS更容易满足城市环保的要求。
3）SF6气体作为绝缘介质，气体本身不燃烧，防火性能好，而且具有优异的绝缘性能和灭弧性能，运行安全可靠．维护工作量少，检修周期长，适合于变电站无人值班。达到减人增效的日的。
4）施工工期短。GIS设备的各个元件通用性强，采用积木式结构，组装在一个运输单元中．运到施现场就位固定。现场安装的工作量比常规设备减少了80％左右。
2.110kV GIS设备故障
2.1 110kV GIS的机构故障
六氟化硫断路器的灭弧室采用自能式灭弧结构，断路器在分闸时利用压气缸内的高压热膨胀气流和喷口电弧的堵塞效应提高压气缸内的气体压力，从而熄灭电弧。
断路器在分闸过程中，带动辅助开关转动，当运动到一定位置时，辅助开关将分闸回路断开，合闸回路接通，为再次合闸做准备。 在电气控制系统中，还设置了防跳跃回路。
在某110kV变电站110kV GIS进行断路器试分合闸过程，出现以下情况：
1、断路器拒分、拒合，表现为断路器得到分合闸命令后断路器无动作。现场监理、厂家及施工单位一同分析拒动原因。确定弹簧储能故障、二次回路故障或者是机械部分故障。厂家与调试人员采用万用表对照图纸进行检查，先检查操动机构内部回路是否正常，再测外部闭锁回路是否正常。经分析，属于辅助开关行程故障，由厂家技术人员进行调整或更换，再进行分合闸操作，结果合格。
2、断路器误分合闸，表现为正常运行状态，在不明所以的状态下动作跳闸。现场在确认没有误操作的情况下，检查二次回路及其操动机构，发现出线该故障由于二次回路短路引起，加热电源没有投运而引起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检查出故障源头后，要求厂家与继保调试人员对110kV GIS两个间隔的二次接线进行复查，对机构进行有效的干燥处理，开启机构箱内的加热器。
2.2 110kV GIS 的气体故障及处理
110kV GIS 设备中含有SF6气体，SF6是一种化学性质稳定，不可燃的无色无味气体，但在压力值达到0.29Mpa之后，该气体的具有十分强的灭弧和绝缘性能，能够达到空气的100倍。同时，SF6气体的缺点也不容忽视，该气体在受到电弧、火花和局部放电影响的时候，将会分解成HF、SO2以及CF4等气体。这些气体对人体的毒害作用非常大，尤其是刺激人体的黏膜、皮肤和眼睛，甚至会使人出现头晕、窒息等严重症状。
GIS内水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质。断路器含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体在电弧作用下被分解，六氟化硫气体与水分产生多种水解反应，产生三氧化钨、氟化铜等粉末状绝缘物，其中氟化铜有强烈的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，氢氟酸、亚硫酸等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作用，缩短了设备寿命。
在某110kV变电站对GIS进行微水试验，试验过程中发现某一气室水分偏大，现场连同试验人员、监理、施工单位对该故障进行分析。现场使用的气体已经第三方送检确认符合规范要求，经各方协商后初步解决方案为重做一次检漏工作，未发现充气接口、管路接头、铸铝件砂孔等多处存在渗漏情况。随后监理提出是否GIS安装过程中为了赶工期而造成对安装环境把控不严谨的故障原因，建议重新抽真空，使用氮气进行置换再注气，抽真空时间延长1小时，经各参建单位协商后同意按方案整改，待施工方整改后，在试验所、监理、厂家、及施工单位的见证下再次进行微水试验，本次测得结果符合设计及规范要求。
结语
本文介绍了GIS的结构、特点及优越性，结合某一110kV变电站对110kV GIS的故障进行了分析研究，针对GIS的安装要求及其特点提出以下建议：
1、重视GIS的安装环境要求。安装GIS设备时严格控制作业区环境，尽量减少粉尘进入设备。在安装和拆卸螺栓时，会遗留金属异物或者安装工具，因此安装完成后应仔细检查，并用吸尘器清理干净。在GIS正式耐压前，施加作用时间大于耐压时间，但电压较低的电压进行“老练”试验。能有效消除微米级细小微粒。每次老练试验的时间应不少于5min；另外进行局部放电试验时应该细心检查是否存在异常情况。
2、确保GIS设备密封良好，控制SF6气体的含水量。在GIS拼装过程，检查“O”形密封槽和法兰表面有无刻痕、凹印、污物等，在涂密封胶前，用溶剂将其清洗干净，并充分干燥。在“O”形密封胶垫与密封槽靠外侧顶部的接触处涂一层密封胶，用手将胶面均匀抹平，将多余的胶抹到槽的外法兰面上，紧固连接螺栓应对角线进行紧固，以免损坏密封胶圈。另外GIS设备充气前抽真空是控制SF6含水量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也减少各气室内其他物质(绝缘体，密封体等)内所含的水分，一般要求在充气之前真空度应达到133Pa还应继续抽真空一小时以上。以便使有机绝缘材料零部件中的水分有足够的时间排出。
参考文献
[1]沈志伟.220kV变电站内GIS设备常见故障分析及处理[J].中国电业(技术版)，2012（10）.
[2]李慧萍,赵国梁.变电站室外GIS设备常见故障处理技术研究[J].现代电子技术，2012（22）.
[3]代文章，陈海东，王松波.GIS设备在电力系统中的应用及状态检修[J].电气技术，2014（3）.
[4]侯昌明.GIS 设备安装质量问题研究与控制[J].云南电力技术，2006（4）.
[5]高正平.电网企业电力物资采购风险管理[J].电力技术经济，2006（1）.
[6]周小琼.浅析变电站GIS 设备常见故障处理及处理对策.《工程技术:文摘版》, 2016（2）.
[7]樊渊.变电站 GIS 组合开关常见故障及处理措施研究.《北京电力高等专科学校学报:自然科学版》, 2011.
[8]申金贵，付振宁.变电站GIS设备常见故障处理措施分析.《中国科技博览》, 2015（35）
[9]李慧萍，赵国梁.变电站室外GIS设备常见故障处理技术研究.《现代电子技术》, 2012, 35（22）.
[10]梁鑫.关于电力GIS设备在变电站应用中常见问题及对策.《中国电子商务》, 2011（4）.
论文作者:梁锐富
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
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