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摘要：GIS因占地面积较小和可靠性高等优点，已被大量应用于电力系统中，本文分析了在进行GIS红外测温中常见的几种典型发热现象，分析了其发热原因，并针对性的提出了抑制发热的措施，对消除GIS局部过热现象具有重要的借鉴意义。
关键词：GIS设备；发热原因；措施
1.GIS内部发热的原因分析及抑制措施
1.1 隔离开关内部发热缺陷
在某变电站中，当运用红外热成像检测技术对110kV的GIS设备进行红外测温时，发现2号主变压器110kV侧1102间隔11026C相隔离的开关内部出现异常发热现象，其红外测温数据日表1所示。
基于红外测温结果，运用超声波与特高频局部放电、SF6气体成分分析与湿度分析等技术对隔离开关进行实验测试，结果显示正常。此外，当设备负载电流发生变化时，隔离开关内部会出现明显的发热现象，并随着电流的变小，温度呈现下降趋势。对上述检测结果进行综合分析，可知：由于超声波、特高频局部放电技术的检测结果并无异常现象，因此开关内部并没有放电现象发生；而设备的负载电流大小影响设备温度的变化，因此，该隔离开关内部发热缺陷应该是由于接触不良而导致的，属于电流致热问题。总之，在对GIS设备内部发热的原因进行分析的时候，要加强对其跟踪检测，进而防止因接触不良而出现悬浮、自由颗粒等放电缺陷。
1.2 GIS母线罐体法兰发热缺陷
在运用红外测温设备对110kVGIS离相式母线发热现象进行检测的过程中，发现其上层伸缩节常常出现发热问题，因而对导致问题出现的原因进行了分析。一般来说，布置GIS设备母线的方式有两种形式：①三相共筒方式，即在一个母线管中安装三相母线；②叫做离相式母线，顾名思义就是一相母线安装在一个母线管中。基于问题出现的原因进行了初步分析：①母线导体之间接触不良；②盘式绝缘子的绝缘性下降；③罐体出现了涡流而导致的发热现象；④罐体感应电流因法兰接触不良而致使壳体发热。一般来说，当导体发热时，其发热点通常在母线罐体的上部；在GIS设备的结构点处不存在盘式绝缘子；而当GIS罐体为导磁材料时，利用非导磁材料制成的法兰也不会产生涡流现象。当发生GIS母线罐体法兰发热现象时，连接法兰的密封圈会出现老化问题，进而导致设备内部的SF6气体溢出，气压下降，最终出现母线故障事故。此外，用来联结设备罐体之间的铜排发生螺丝脱落问题时，由于其与罐体接触不良，导致罐体感应电流在电阻较大的部位出现过热现象。当盘式绝缘子出现问题的时候，母线管密封也出现损坏，SF6气体泄漏。当故障发生时，罐体上会出现瞬时感应电压，最终出现GIS设备罐体发热现象。
1.3 GIS设备内部发热的抑制措施
根据相关要求，GIS设备的罐体应按照制造厂对设备的规定合理安排接地，在安装过程中还要做好如下工作：①按照GIS设备的热稳定对接地线的界面进行计算，并将其直接接入地网中，但值得注意的是，元件的接地线不能够进行串联，尤其是当GIS设备间隔较多的时候，应与主电网连接两条接地母线，连接点最好不少于两处。②当离相式母线管三相感应电流相位差120°时，需要运用短金属板将母线管进行连接，之后再与主电网接地，因而这时通过的电流则为三相不平衡电流。③在GIS设备罐体上设置多点接地，从而避免设备罐体的感应电流通过设备支架、金属管道等出现感应电流环流现象。④只对电缆屏蔽层设置一点接地，从而防止感应电流通过控制电缆的屏蔽层产生环流。⑤对三相联动的隔离开关之间应设置绝缘材料。
2. GIS设备外部发热原因分析及抑制措施
2.1 GIS设备外部发热原因分析
正常运行时，外壳环流值与母线负荷电流大体上处于同一数量级，当环流超过一定值，特别是当某些连接部位因为接触不良、松动、腐蚀、截面积过小等原因导致电阻增大时，发热量将超过外壳的热容量，导致局部过热，加速绝缘部分老化。
图1中三相外壳连接铜排将GIS外壳短路，外壳环流将流过连接铜排，连接铜排通过螺栓与GIS外壳相连，当螺栓松动或因连接面有油漆及接触面腐蚀等原因而接触不良时，就会导致电流集中流过少数接触较好的螺栓，从而导致此类局部过热。
2.2 GIS外部发热的抑制措施
2.2.1所有外壳法兰应采用跨接铜排可靠连接，跨接铜排的截面积应达到相关标准的规定。
2.2.2接地线的布置应合理，接地线的截面积应达到相关标准的规定。接地线必须直接与主接地网连接，不允许与其它元件的接地线串联后接地，当GIS间隔数量较多时，可设置两条接地母线，接地母线与主接地网的连接点不少于两处。
2.2.3三相母线外壳应短接后接地。离相式母线三相外壳环流的相位相差120°，三相外壳短接后，通过外壳接地线的电流仅有不平衡电流。
2.2.4各金属连接面应保证接触紧密，具有良好的导通性能，接触面不得有油漆等影响导电的物质，因长期运行导致接触面腐蚀而影响导电性能的需及时清理。
3.结语
综上所述，GIS设备的生产、安装以及运维等工艺与设备运行的安全性密切相关，基于此，在对GIS设备发热缺陷进行分析和研究的过程中，运用红外成像技术对电力设备的发热故障进行检测，为GIS设备缺陷成因提供了科学可靠的依据。此外，及时有效的解决GIS设备缺陷问题，能够避免突发性故障的发生，对于设备的安全运行起到了良好的保护作用。
参考文献：
[1]孙利朋.GIS设备内部发热性缺陷分析[J].湖北电力，2016，36（2）：48~50.
[2]陈仁刚，冯新岩，辜超，等.红外线测温技术在GIS故障诊断中的应用[J].高压电器，2015，51（9）：190~194.
论文作者:王延凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/12
标签：母线论文; 设备论文; 测温论文; 外壳论文; 现象论文; 电流论文; 罐体论文; 《电力设备》2017年第22期论文;