摘要：为提高气体绝缘金属封闭开关设备（ｇａｓ ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｍｅｔａｌ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｇｅａｒ，GIS）的出厂质量、安装质量和运行状态，从监造、安装调试、交接验收、运行维护、技术进步等方面提出提高GIS运行可靠性的措施，并应用于广东电网中。广东电网实施了提高GIS运行可靠性的措施后，发现多起GIS制造问题及运行中的绝缘缺陷，GIS重大（紧急）缺陷率下降，绝缘短路事故减少。应用效果表明，这些措施能实现对GIS质量的全过程管理，从源头上解决GIS故障多发的问题。
关键词：气体绝缘金属封闭开关设备；可靠性；措施
引言
气体绝缘金属封闭式组合电器（GasInsulatedSwitchgear,GIS）是一种利用SF6气体绝缘，接地的金属外壳封闭，位于其中的导体由盆式绝缘子支撑的高压电器。随着老一代产品十年、几十年的运行，GIS在电网中充分体现出其优良性能，同时也暴露出来了一些不足。个别设备由于所处环境条件特殊或本身设计不合理，其中以户外站的GIS设备尤为明显，由于受到环境影响，此类设备的可靠性随着时间推移会发生不同程度的失效。东部沿海地区的户外环境有着台风多、空气盐分大和雾气多等特点；南部地区雨季多，空气湿度大，小动物频出；西北、东北地区空气干燥，但长期风力较大，且沙尘较多，紫外线强烈，昼夜温差大。因此，GIS在户外使用时会受到以上较为严酷的环境影响，引起元器件腐蚀、锈蚀、发霉、可观测性下降、凝露、受潮、褪色、老化、疲劳失效、绝缘性能下降、脆裂、增大运动阻力和磨损、增大机械负载以及气体泄漏等，从而严重威胁设备的使用性能和使用寿命。因此，在进行户外设备设计时，应充分考虑设备的使用环境条件，按照比户内更为严苛的边界条件设计产品，采取相应的措施来防止或减少自然环境因素对设备可靠性的影响，以确保设备的各项性能。
1提高GIS运行可靠性的必要性
广东电网２０１０年度共发生GIS事故１０起，占全部高压开关设备事故的５６％，相比２００９年的２起GIS事故，增幅高达４００％。通过对２０１０年GIS事故及解体缺陷故障统计分析发现，在故障GIS的制造厂家中，进口（合资）厂家占１９．２％，国产厂家占８０．８％。与进口（合资）产品相比，国产GIS质量较差，故障率较高。根据GIS的产品特点、生产制造流程及运行管理规定，将GIS的事故（障碍）及典型缺陷的原因划分为７类：设计不当，零部件及外购件质量问题，装配过程质量控制不良，出厂试验存在问题，包装、储存及运输不当，现场安装调试质量不良及运行维护不当。在２０１０年广东电网GIS事故中，装配过程质量控制不良占４８％，零部件及外购件质量问题占２７％，现场安装调试质量不良及运行维护不当占１３％，设计不当占４％，出厂试验检验不严占１％，包装、储存及运输不当占１％，原因不明占６％。这表明：影响GIS质量的最重要原因是零部件及外购件质量问题，以及GIS装配过程质量控制不良；另外现场安装调试质量也是影响GIS质量的重要因素；未发生运行维护不当引起的GIS事故（障碍）及典型缺陷。因此，制订提高GIS运行可靠性的措施十分必要。
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2提高GIS运行可靠性的措施
2.1户外GIS防老化、腐蚀措施
在紫外线较为强烈、污秽且昼夜温差较大的地区，绝缘材料暴露在户外极易发生老化、绝缘失效等问题。同时，设备外表油漆脱落，指示标识等非金属件变色变的不清楚，均会导致设备性能下降、操作不便。标准件、支撑等长期暴露在空气中的金属件，发生锈蚀会产生强度下降、无法检修等问题。GIS相关元器件均应该针对以上因素进行防护。作为GIS中最关键的绝缘件盆式绝缘子首先要考虑从结构减缓这种紫外线引起的老化。盆式绝缘子外表面采用金属法兰结构，可有效防止紫外线、腐蚀性气体等引起的绝缘材料老化，延长盆式绝缘子的使用寿命。设备外露接地端子等绝缘件与大气接触的环氧树脂表面在喷砂后进行喷漆处理，防止绝缘树脂老化失效。其次，产品中的壳体、盖板类零件全部采用铝合金材料，无磁滞损耗、温升低。外表面涂装，应选用聚氨酯类面漆，并非环氧面漆，以保证其抗紫外线，防止漆层老化。所选用油漆应进行第三方检测，中性盐雾试验、耐湿热试验可达到1000h，耐老化1000h可达到1级，涂层等效使用寿命可以达到40年以上。再次，裸露在空气中的非金属材料，如机构的指示观察罩、就地控制柜的观察窗和防护罩等，可通过选用聚碳酸酯、改性聚苯乙烯等耐紫外线及防老化的材料，同时进行紫外线照射以及冷热循环试验等方式进行试验验证，保证其使用寿命满足设计寿命。最后，所有暴露在大气中的金属部件应有可靠的防锈层或采用不锈钢材料制成。易锈钢部件均应热浸镀锌，热镀锌应满足ASTM（国际材料试验协会）中A123、A134和A153的要求，镀锌层厚度、附着力等技术要求和试验方法同时应满足GB/T13912—2015的要求。
2.2加强GIS安装调试管理
通过制定《广东电网公司GIS安装调试导则》和各类安装作业指导书，有效地规范了广东电网各阶段GIS安装调试工作。对各工程的现场安装调试进行了过程检查及现场问题处理，并编制报告。特别指出，现场环境清洁度不够导致安装时GIS内部污染是常见的安装隐患。GIS装配工作应在无风沙、无风雨、空气相对湿度小于８０％的条件下进行，并采取具体的防尘、防潮措施，安装作业区内不得进行产生粉尘及金属微粒的作业，雨天禁止户外GIS的安装工作
2.3重视GIS交接验收管理
在广东电网开展了２２０ ｋＶ及以上电压等级的GIS重要试验项目现场见证工作，只要在现场交接试验过程中发生击穿现象，就必须进行解体检查处理，对重要试验项目做到严把关、高要求，对在试验过程中出现的问题及时进行分析处理，并编制报告。现场的绝缘试验除进行交流耐压试验外，还要进行局部放电测量或冲击电压试验。若耐压试验时发生放电，或老练阶段局部放电检测信号异常，应进行解体检查，并将耐压阶段发现的异常信号作为原始参考信息记录下来，供今后局部放电测试比对用。严把GIS投运前的最后一道质量关，确保进入系统的GIS没有先天缺陷，提高电网、设备的可靠性。
2.4户外GIS低温运行措施
GIS的设计使用温度为户内－25℃，户外－35℃，因此户内设备与户外设备耐受低温的能力不同。而我国北方部分区域冬季温度甚至低至－40℃及以下，目前大多数设备生产厂家通过增加伴热带的方式来维持低温情况下SF6气体所需的密度。当温度较低时，润滑油的黏度增大，导致设备运动副的摩擦力增大，从而影响其传动性能。因此，设备在低温环境下应使用低温润滑脂，同时机构箱、汇控柜均应适当增加加热器，并加厚箱体，其余二次元件、外配件均应提出并满足低温相关的技术要求。昼夜温差大的区域，特别注意增加全包裹防雨罩，避免密度继电器表盘长时间受阳光直射引起的误报警。
结语
GIS设备有着维护工作量低、使用寿命长和可靠性高等优点，但户外设备在经受复杂环境因素影响时，仍有小概率的安全隐患。随着产品进行不断的技术升级，GIS设备针对各种户外环境的防护措施日益完善。本文从不同角度对户外GIS设备防护提出了各种预防措施，为减少设备的故障发生率，确保其安全运行提供了有价值的参考方向。
参考文献
[1]印华，姚强，王勇，等．一起GIS事故的分析与处理［Ｊ］．高压电器，２００９，４５（２）：１２２－１２３．
[2]肖登明，董越，黄东海．我国特高压输电工程的GIS技术［Ｊ］．高电压技术，２００６，３２（１２）：１１５－１１７．
论文作者:吴镇邦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/10
标签：设备论文; 可靠性论文; 电网论文; 户外论文; 措施论文; 广东论文; 事故论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;