摘要：随着电网的不断发展，变电所的数量日益增加，然而与之相反的是可供建设变电站的土地数量却在日益减少。因此，一种占地面积和空间小，综合性技术经济指标高的电气设备越来越多地出现在各座新变电站之中，这就是――GIS设备。然而，随着大量GIS设备投入商业运营，越来越多的关于GIS设备的故障、缺陷也逐渐暴露出来，笔者就针对自己经历过的几组GIS设备的故障处理及消缺，简单地分析了GIS设备具有代表性的故障及处理办法。
关键词：GIS设备；故障预防；故障处理
1 引言
变电站是电力系统的基础组织单位,在运行中会发生各种异常现象或事故，而这些异常现象或事故很可能给电力系统以及生产等带来巨大的危害，此时，能够正确及时处理各种异常运行或事故，是我们维护人员一项重要职责。六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，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。本文就GIS组合电器设备的一些异常运行及故障进行分析并提出了相应的处理方法。
2 GIS设备的简介
（一）GIS设备的概念
GIS设备是六氟化硫封闭式组合电器，在国际上称它为气体绝缘开关设备。GIS设备是一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括接地开关、电压互感器、隔离开关、断路器，母线、电缆终端、进出线套管等，经过优化设计有机地组合成一个整体。
（二）GIS设备的特点
因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质，所以GIS设备能大幅度缩小变电站的体积，实现设备的小型化。由于GIS设备带电部分全部密封于SF6惰性气体中，大大提高了设备的可靠性能，具有良好的抗地震性能。GIS设备带电部分密封于接地的金属壳体内，存在触电危险时，SF6惰性气体不是燃烧气体，所以没有火灾的危险。并且对电磁和静电实现屏蔽、噪音小，对外部抗无线电干扰能力强。由于实现了GIS设备小型化的特点，可在工厂内进行整机装配。在试验合格后，以单元或间隔的形式运达施工现场在施工现场的安装工期可以缩短，还可以提高设备的可靠性。GIS设备的内部结构合理，灭弧系统先进，提高了GIS设备的使用寿命，对其进行检查时，可以将检修周期设置的长一些，减小维修的工作量，而且由于设备的体积小，方便日常的维修工作。
3 变电站GIS设备常见的故障
3.1 GIS设备常见故障
在GIS设备整体故障中，GIS设备常见故障发生大致占总体故障发生率的20%～40%，一类是一般性电器设备故障，这类故障的故障发生率较高，与其他常规电器设备大致相当，这类故障发现和处理也较为简单，如GIS组合电器设备中的指示灯、继电器等；另一类是GIS组合电器专属故障，这类故障的故障发生率较低，其故障发生率大概为0.1～0.2次/年，远低于其他常规电器设备的故障发生率。同时这类电器设备发生故障后，需要检修的时间较长，故障处理难度大。当前GIS设备操作机构主要以液压操作机构、电动弹簧操作机构及液压弹簧操作机构为主，电动合闸失灵及跳闸后分闸不到位等已成为GIS设备操作机构的常见故障，一旦这类故障发生，则会导致电力系统出现大范围停电事故。
3.2 GIS设备特有故障
目前在GIS设备中常用到的绝缘介质是SF6气体。常温下，SF6气体不仅化学性质稳定，而且具有无色、无味及不可燃等特点，当SF6气体压力达到0.3～0.5MPa时，与空气相比，SF6气体的绝缘性和灭弧能力会处于一个非常高的水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当SF6气体混入杂质或GIS内部产生金属异物时都会导致内部局部发生放电故障，从而使内部电场发生改变，引发绝缘故障。同时在GIS设备运行过程中，内部盆式绝缘子、支柱绝缘子等绝缘件本身也易发生故障，从而影响GIS设备运行的稳定性，因此需要通过日常维护和运用辅助监测手段来对内部元件进行检测。
4 变电站GIS设备常见故障的处理方法
（一）GIS设备故障检测技术
GIS设备的常见故障首先要对设备进行检测，明确好故障的位置和原因，才能有针对性的进行处理。故障的检测技术包括，超高频检测、气体组分测、红外测温技术。
超高频检测是指GIS设备的内部会发生相应的放电现象，而设备自身是有良好的波导体特性的。这样超高频电信号就能够通过有效信号的传播，为GIS设备的故障检测提供相应的依据。超高频检测技术就是像GIS设备的内部传输相应的高频截波，如果GIS设备中不存在故障，则信号的传播速度会较快。如果存在一定强度上的衰减，那么就证明设备的内部存在着故障，而且信号的强度会大幅度的衰弱。这样就可以对故障的严重程度和具体位置进行判断。
气体组检测是当GIS设备产生内部放电故障时，在电火花和高温的影响下，对分解出的剧毒气体（氢氟酸和四氧化硫）通过专业的设备对剧毒气体的含量进行检测，这样就可以判断出GIS设备的内部是否存在着故障。然而，需要注意的是，这种方法只能确定设备中是否存在故障，不能对故障进行准确的定位，在实际的工作中存在着一定的局限性。
红外测温技术是指，如果GIS设备在运行中出现短路、内部放电等故障，其内部必然会产生发热的现象。针对于这种情况，利用红外测温技术对GIS设备内部温度进行检测，就可以知道设备的内部是否存在着故障。但是，引起设备发热的因素多种多样，而且GIS设备的内部结构复杂，若想单纯的依靠红外测温技术，对GIS设备的常见故障进行诊断，需要更成熟的技术才能得以实现。
（二）GIS设备故障处理技术
在对GIS设备的故障进行检测后，检修工作人员可以根据故障的位置和原因，选择恰当的处理维修技术，为变电站的正常运行工作进行检测和维修。首先要对GIS设备间隔气室的连接管道进行处理，取消连接管道的接头部分。将GIS设备的内部惰性气体全部排出，以确保系室内存在的杂质能够随气体一起排出。将气体放出后，通过专业的检修设备对气室内部的情况进行查看，是否存在着杂质。然后向气室内注入惰性气体，以确保其室内的气压能够达到系统要求的标准。气体注入后要检测是否存在泄露的现象，然后进行试运行检测气室内的气压。试运行稳定后证明内部气压正常，可以将GIS设备连接。
（三）日常维护工作
对于保障设备稳定可靠运行的基础，是日常的维护工作。对GIS设备的日常维护和定期检修工作，可以很容易的检查出GIS设备出现的问题，将细小的问题进行重点监测，将发现的问题进行及时的处理。在一般情况下，对GIS设备的周期检修大概是3-5年为一周期，以十年为周期进行检修，这样可以始终的保证GIS设备运行的可靠性和稳定性，防止变电站的运行安全受到威胁。
5 结语
近年来GIS设备在电力系统中应用越来越广泛，作为电力系统运行的关键设备，其在使用过程中容易发生故障，而且GIS设备故障还具有一定的隐蔽性，因此需要在GIS设备使用中做好其预防及发生故障时的处理工作。提高GIS设备故障分析能力，有效快速的对GIS故障点进行判断，不仅有利于维持正常的生产作业秩序，而且能够有效的保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]徐峰,曹洪霞.变电站GIS设备常见故障原因及处理方法分析[J].商品与质量,2016(24).
[2]王一博,王福杰,马繁宗.变电站GIS设备常见故障原因及处理方法分析[J].中国新技术新产品,2016(5).
论文作者:刘涛
论文发表刊物:《中国电业》2019年10期
论文发表时间:2019/11/1
标签：设备论文; 故障论文; 气体论文; 变电站论文; 组合论文; 测温论文; 电器设备论文; 《中国电业》2019年10期论文;