摘要：GIS变电设备是电网系统运行中起着关键性作用的一类设备类型，尤其是变电站这一电网系统运行中重要的衔接环节，应用GIS变电能起到提升电网运行效率和质量的作用。本文针对变电站GIS变电设备的运行维护相关问题进行了探讨分析。
关键词：GIS设备；运行维护；管理
随着我国现代化建设的不断发展，城乡居民用户对于电力服务的稳定性提出了越来越高的要求，对于电力企业自身来说也需要综合运用各种手段加强对于各项设备的管理与维护工作。变电站GIS设备采用外部气体与内部金属控制相结合的方法，对电流进行管理与控制。通常情况下，该设备中主要包含母线组合系统、避雷系统与绝缘开关等部分，为了提高GIS设备在具体应用过程中的合理性与科学性，电力企业需要对与该设备相关的维护管理工作進行深入的研究与分析，提高维护管理工作的有效性与科学性。
1GIS技术简介
GIS将一座变电所中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体，一般为积木式结构。总体而言，它由断路器（QF）、隔离开关（QS）、接地开关（ES）、电压互感器（TV）、电流互感器（TA）、避雷器（F）、母线（WB）和套管（BSG）八大部件组成。GIS有如下特点：
1.1结构小型化
采用性能卓越的气体作绝缘和灭弧介质，大幅度缩小变电所的容积，实现变电所的小型化。占地面积小，一般220kVGIS设备的占地面积为常规设备的37%。
1.2可靠性高
由于GIS设备的元件是全封闭式的，带电部分密封于惰性气体SF6中，与积尘等外部影响隔离，大大提高了运行的可靠性。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了，而且GIS设备被牢固地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。
1.3安全性好
带电部分密封于接地的金属壳内，因而无触电危险；SF6气体为惰性气体，所以无火灾危险。
1.4安装周期短
由于结构小型化，可以在制造厂整机装配，试验合格后，以单元或整个间隔的形式运达现场，因此可缩短现场安装时间。
1.5运行维护工作量小、检修周期长
由于SF6气体在灭弧过程中，使开断电弧引起的弧触头磨损和烧伤小，可忽略不计，该断路器几乎不需要检修。其他设备均与外界环境隔离，不会像常规敞开式设备受外界环境影响大，运行相对稳定，运行人员的维护工作量减少了，检修周期也增长了。一般情况下，GIS主要部件的维修间隔不小于20年。
2GIS变电设备的运行维护措施
2.11 GIS变电设备运行维护管理内容
所谓的GIS变电设备运行维护管理主要包括日常管理与运行中的维护。日常管理的主要内容有注意观察油压、打压次数和拐臂连杆等、巡视SF6断路器及机构、外露部件是否有异常情况等等。一般情况下，日常的维护管理是指基本管理层面，例如清理工作、开关管理工作等。一般只需清理机构表面的灰尘污垢，隔离开关或接地开关运动部件转动轴若不灵敏，滴少量机械油润滑。运行维护工作主要包括检查液压机构、气体检漏、水分监督、SF6断路器的补气等。其中在检查液压机构时，需要每天抄一次油压表值，检查与额定压力的差值是否在正常范围内。在气体检漏环节中，要检查SF6气体是否外漏，如若发现漏气现象，断路器应向上一级电力调度申请该断路器停止运行，及时进行检修工作。在水分监督环节，由于SF6气体与空气接触后，影响绝缘性，从而难以确保使用的安全性，故而在变压器投入运行之后，要定期的取样测定气体中的水分含量。如若发现不符合绝缘标准时，要及时的做好干燥处理，并且做好相关的密封工作，防止SF6气体与空气接触，发生作用。
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2.2GIS变电设备运行维护的基本技术要求
（1）GIS室的安全要求。GIS室内空气中的氧气含量应大于18%或SF6气体的最大允许含量不应超过1000μL/L；室内应安装氧量仪、SF6气体 泄漏报警装置、足够的通风排气装置；应该备有防毒面具、防护服、塑料手套等防护用具；GIS设备室应该配备专用的消防设施（如：CO灭火器、干粉灭火器）；控制盘及低压配电盘内应严密封堵。
（2）接地。在正常情况下，对运行、维护人员易触及的部位（如GIS外壳及金属构架）上的感应电压不应超过36V。
（3）温升。对运行人员易接近的外壳，其温升不应超过3OK；对运行人员易接近，但在正常操作时不需要接触的外壳，其温升不超过40K；对运行人员不接触的部位，允许温升可提高到65K。
（4）通风。对运行、维护人员经常出入的场所，每班至少通风1次（15min）；对运行、维护人员不经常出人的场所，在进入前应先通风15min。
2.3 GIS变电设备运行维护可采取的有效措施
第一，例行巡查。具体为以下几点：（1）例行巡查就是相关工作人员利用肉眼对GIS设备的外部进行检查，然后对其进行日常管理和登记，一旦发生异常情况及时汇报。（2）要注意日常巡查的注意事项，避免发生不必要的意外。（3）进行例行巡查的过程中不能触碰GIS设备中带电部位。（4）巡查过程中不能触碰任何与开关有关的部分。第二，定期巡查。主要分为常规检查和详细检查两种，其中常规检查和例行检查基本类似，但必须使设备处于断电的情况。检查时要选派专业的技术人员，将油注入到指定的位置，一定要在断电的情况下，进行外部检查。详细检查主要是指对驱动设备进行检查，要在断电的情况下对GCB、ES以及DS设备进行检查，还要更换指定的设备零部件。
第二，要加强对运行维护人员的培训，增进对GIS的认知和故障处理能力。GIS这种新型电气设备结构复杂，科技含量高，正因如此，我们更因该主动探索其结构、工艺和动作等原理，掌握必要的维护技能、监测手段、故障排除和事故处理方法，才不会太过依赖厂家，造成被动局面。我们应该定期组织相关培训，可以采取现场讲解、专家讲座、厂家培训甚至进厂培训，运用原理和实操相结合等手法来进行提升。针对设备组装完成后很难观测到内部情况，建议要抓住出厂验收以及现场安装等机会进行资料收集，并制作成图文并茂的课件以便给没到现场的人员进行学习。
3GIS变电设备的运行维护不到位引发的事故案例及解决措施
2017年，某供电局发生了一起GIS设备带负荷拉刀闸的事故。调差发现，在该供电局220 kV线路中，2母刀未合闸到位便拉开了1母刀，而操作人员在操作2母刀时只观察了后台刀闸辅助接点的到位情况，未观察现场机械指示的到位情况，导致因传动机构卡阻而使设备内部刀闸2母刀的触头未闭合，最终引发事故。
由于GIS设备是全封闭的，无法查看设备内部的实际情况。因此，操作人员在操作GIS设备的刀闸时，一定要做到“四看”，即看后台指示位置、看信号回路指示位置、看机械指示、看传动拐臂位置。只有这样，才能确保刀闸操作到位。 目前，部分GIS设备还配备了设备窥视镜，操作人员可从镜内查看设备内部的实际情况。
4结束语
GIS设备在电力系统中的应用具有智能化、复合化和小型化等的特点。要保证GIS设备性能的高效发挥，运维人员需要全面掌握GIS设备的相关知识，并在运维管理工作中积累经验，正确分析、解决设备存在的关键性问题。
参考文献：
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[4]张丽伟，李丽.数字化GIS变电站运行维护管理的探讨[J].中国高新技术企业，2013（29）：60-61.
论文作者:邓建成
论文发表刊物:《中国电业》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/5
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