110kVGIS设备常见故障分析与预防措施论文_谭仁芳

110kVGIS设备常见故障分析与预防措施论文_谭仁芳

(新疆华电苇湖梁新能源有限公司 新疆乌鲁木齐 830017)

摘要:本文针对110kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)故障进行了简要分析讨论,对GIS设备的一些常见故障的原因和预防措施进行了深入的探讨。以期为该类设备在实际使用中的维护提供一定的技术参考。

关键词:110kVGIS设备;常见故障;局部放电;预防措施

GIS是封闭式气体绝缘组合电器的简称,这类设备有着工作可靠性高、维护工作便捷、工程占地面积较小等显著的优点,在当今的电力行业有着广泛的应用。但是随着使用年限的增长,GIS设备在使用过程中的磨损亦会逐年加重,继而导致设备在运转过程当中出现故障。经过大量的科研试验证明,在投入使用初期,GIS设备的故障是很难被检测到的。也就是说,对这类设备采取预防性的检修措施存在着一定的技术难度。

一、110kV变电站GIS设备的常见故障

随着使用年限的增加,GIS设备在使用过程中由于受到长期的振动和静电的影响,在设备内部会发生一定的老化。设备内部所累积下来的异物碎屑或是设备本身绝缘老化等因素都会导致局部放电等故障。这类故障很可能会恶化发展为击穿放电事故,这类事故十分有可能会导致GIS设备必须要停用检修从而造成严重的经济损失。且从一般情况来看,GIS设备的电压等级越高供电事故的潜在经济损失也就越为显著。

由于GIS设备的自身常见故障和常规的设备故障有一定的重复性。因此我们大致可以将GIS的潜在故障分为两大类,这两大类分别是常规机构故障和GIS设备特有故障。

根据大量的实验数据统计情况来看,GIS设备发生故障的概率是较小的,与普通的设备故障相比GIS设备发生故障的概率仅是普通设备发生故障的概率的1/5到2/5。且从相关数据统计中可以看出,GIS设备发生故障多发生在设备投入使用的前1~3年。随着设备使用年限的增长,GIS设备的故障情况将趋于平稳。

一般来说,GIS设备的操作机构主要包括断路器、电动弹簧等,因此,当跳闸、合闸失灵等情况出现时,这类故障很有可能会导致大面积的停电。从通常情况来看,GIS常见的故障主要是SF6气体泄漏、水分过多、内部绝缘体被击穿、导体工作温度过高和局部异常放电等。在这些故障当中SF6气体泄漏是最常见的一种故障,但就对设备安全性的威胁来看,在内部绝缘被击穿的情况之下很可能会出现一系列的事故。

纯净的SF6在常温状态下是一种无色、无味、不易燃烧且化学性质相对稳定的气体。但如果其所在环境的压强达到一定的限值,其绝缘性和灭弧性则会远远超过空气。一旦与故障产生的电火花相作用,其就会与周围空气中的氧气发生化学反应从而生成SO2等有毒气体。这些有毒气体将对设备周围民众的生活产生不良影响,当这些有毒物质侵入人体时可能会造成相关人员的窒息甚至是死亡。

二、110kV变电站GIS设备常见故障分析

GIS设备的故障发生原因潜在于GIS设备从设计到投入使用的整个过程。因此,对GIS常见故障进行分析时要从源头开始做深入的分析。下文将从设计、制造、安装、运行这四个方面分别论述在这些环节当中所存在的故障隐患。

1、GIS设备设计环节

在GIS设备的设计环节当中,所潜在的故障隐患主要是所用部件的绝缘度和结构设计所造成的。如果当故障多发的绝缘子的相关物理数据得不到较好的工业控制时,GIS设备在后期投入使用的过程当中则可能会发生故障。根据相关的科研实验成果来看,GIS设备中的绝缘子的场强应该控制在6kV/mm的范围之内,当场强控制在这一范围之内时在设备的使用过程当中就不会出现相关的物理现象。因此,在对GIS设备的内部部件进行设计时应当以相关参数标准为设计依据。

2、GIS设备制造环节

在这一过程当中相关技术人员的控制性十分有限。因为在这一环节当中的潜在故障隐患主要是由于在生产和制造产品的过程中出现的差错所造成的。为了避免在这一过程中可能会产生的故障隐患则应该严格把关选取质量较好的原材料,并且按照规定的工作流程进行工作。当制造环节不按照相关标准进行,则很有可能会出现部件的漏装、错位和搭配不当等问题。

3、GIS设备的安装环节

在这一环节之中所存在的故障隐患是多方面的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆受到安装人员的技术影响,GIS设备的现场安装过程当中可能出现的问题主要体现在以下几个方面。当安装人员没有按照相应的技术要求对内部零件的划痕和凹凸不平处进行打磨时,在设备的运行过程当中就可能会出现尖端放电和局部放电的故障。随着使用年限的增长,这类问题则很可能会发电部位就极有可能出现较为严重的磨损甚至还可能会导致设备击穿事故。所以在安装过程当中安装人员要特别注意安装现场的清洁度,以防现场的沙尘和杂物进入设备的内部,从而对后期的使用造成不良影响,不能保证设备的长期安全使用。除此之外,在安装完毕之后,安装人员还应该对设备部件的位置和完整性进行相应的检查,以防止漏装、错装的情况出现。

4、GIS设备的运行环节

在GIS设备的运行过程中,不必要的撞击、擦伤等都会造成设备的损害。随着使用年限的增长,这些看似不起眼的小损伤很有可能会内化成设备内部的零件损伤。因此,相关人员在日常维护过程当中要注意操作的规范性,以免对设备造成不必要的损伤。除此之外,相关的维护工作技术人员还应该定期对设备进行完善的检查,以确保设备始终处于良好的工作状态。

三、110kV变电站GIS设备可采取的故障预防措施

1、保证设备安装过程中的完整性

在安装GIS设备时应该注意设备安装的牢固性、设备外表面的清洁性、设备完整性、设备附属设施的完备性等几个方面。要保证瓷件的完整性、清洁度、安装的牢固程度和水平垂直误差符合国家的相关要求。且对于设备的电气连接要格外注意其可靠性、接触的平稳性和接地的稳固性。

2、气体分析

针对GIS设备使用过程当中的SF6气体的泄漏问题,相关人员要时刻关注各气室内SF6气体的水分含量,并定期对各气室进行全气体分析,以保证设备之内的气体环境始终处于稳定安全的状态。在日常的维护管理过程当中,应当包含以下的项目:检查气体压力值并确保其符合要求、无泄漏、检查压力表等部件的有机玻璃护盖、防雨罩的完整性、检查设备回路中各重要管路的阀门是否处于正确的开闭状态。

3、设备维护和管理

上文中提到,GIS设备投入使用的前1-3年是事故的高发期。因此,在这一期间内应该对设备的日常维护和管理应该进行加强。例如要定期检查指示灯、触头接触等部分是否处于正常的工作状态和是否有零部件存在老化的情况。检查气体有无泄漏,平常操作时候有无刀闸拉不开或合不上的现象。当发现上述问题时应当立即采取相应的措施以免对设备产生进一步的不良影响。

4、制定验收标准

在设备的竣工验收环节,要严格按照相关标准进行验收签字,对设备的技术参数加以严格把控。为了防止在验收过程中出现错漏,相关人员应当根据特定的设备分别制定相关的验收标准,逐项打“√”验收,确保验收环节的正确可靠性。对相关资料进行缜密的排查,当发现问题时应该立即采取相应的措施,以保证将故障隐患消灭在萌芽的状态。

四、结语

虽然GIS设备的故障发生概率较一般设备而言相对较小,但是一旦发生故障,处理起来非常麻烦,耗时长,处理之后还需要进行充气、耐压,气体检测监测等环节,工作量大,而且影响面也大,发供电量受到极大的效益影响。在实际的设备运行过程当中,相关人员应该根据其工作特点制定一套完备的日常维护制度,以实现将故障隐患最小化的目的。随着科技的发展,当下电力行业已经引入了GIS在线诊断及现场试验技术,在有必要时可以考虑采用这一套先进的自动诊断系统。

参考文献:

[1] 赵宁.110kVGIS设备常见故障分析与预防措施[J].环球市场信息导报,2014(02):117

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[3] 陈慧坤,黎瑞明,黄昆.多种检测方法下GIS中电晕放电特性研究[J].陕西电力,2012(04):72-74

[4] 贾翠龙.分析110kV GIS开关常见故障[J].电子制作,2016(19):79

[5] 祁永新.110kV变电站常见故障及防范措施探讨[J].现代制造,2013(21):71

论文作者:谭仁芳

论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期

论文发表时间:2017/11/15

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