浅谈变电站GIS设备故障及检测方法

浅谈变电站GIS设备故障及检测方法

对于变电站GIS设备使用一定时间后，定然会出现各种问题，本文主要针对这些问题的故障诊断发方法进行了有简单的介绍。旨在让相关工作人员能有一个系统的认识，保证相关工作高效有序地展开。

标签：变电站;GIS设备;故障诊断

随着近些年来经济发展水平的提高，人们生活方式逐渐向便利化方向发展，也越来越依靠于电能进行各种生产生活，对电力的需求量呈现逐年递增趋势。这种现象要求我们必须不断完善电网结构，保障用电的安全性，电力的故障诊断与维护便是其中不可漏掉、不能忽视的重要环节。GIS设备是变电站中非常重要的装置，在变电站中发挥的作用是不可替代的。当代科技的发展为变电站GIS设备的故障诊断与维护提供了更有效、更方便的手段。

1 介绍GIS设备

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的六氟化硫（SF6）绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。运用的是SF6气体作为介质，灭弧能力和绝缘性都非常卓越。主要的优点还有占地面积不大，节约土地资源和减少土地方面资金的投入;且不容易受外界影响，比如污染和潮气;施工的时间短，工作任务少。

2 GIS设备的故障诊断方法

GIS设备本身在使用方面有着很多优点，但GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小;GIS内部，一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的停电时间较长，检修费用也很高;所以需要工作人员及时进行相关设备进行状态监测。

2.1 GIS设备局部放电故障的检测

在GIS的各种故障中，局放故障常常是最受关注的，因为设备内部击穿放电的后果通常十分严重。常见的局放故障有：

（1）金属颗粒。不同形状和材质的金属颗粒，来自零部件加工、制造、裝配、运输和运行的操作和灭火过程中。金属颗粒在电场中的现象比较复杂，如处于外壳内部底部的金属细丝，在电场达到一定强度时，金属丝会站立并各处游动。电场强度再增加时，金属丝会腾空跃起，当下坠到设备底部时会产生局部放电。当电场再加强时，金属丝会跨越气体间隙，此时会引发击穿，金属颗粒故障，常认为是最常见的故障

（2）悬浮电位导体。一些金属零部件的固定不牢固，会造成浮电位导体。

（3）固体绝缘材料的内部缺陷。如绝缘子在浇注制造过程中由于制造工艺等原因存在的空穴缺陷。

（4）导体和接地电极上的凸起和毛刺。这些缺陷会造成电厂严重集中，导致击穿放电

（5）触头严重接触不良。触头严重接触不良，会导致短弧以致发展成长弧，造成介质击穿放电。

（6）混入设备的各种有机材料和无机材料的异物。如工作人员不慎遗留物品、小动物和一些轻质的漂浮物等。

一般认为约有60%的绝缘故障可以通过局部放电检测，立即或经过一段发展时期后发现。

诊断GIS局放的方法从原理上看可有声光化电众多方法，具体有：

（1）光学法。应用光纤通入设备检测局部放电的光，显然这种方法有明显使区等缺点。

（2）化学法。应用仪器检测气体中的放电分解物，这种方法比较复杂，而且实时性较差。

（3）声学法。当前应用较为普遍。

（4）电学法。当前应用相当普遍。

2.2六氟化硫（SF6）气体故障

（1）气体泄漏

GIS设备应用的六氟化硫（SF6）气体泄漏直接影响设备的绝缘和灭弧性能。GIS气体泄漏时，气体压力会下降，但不能用压力表来监测气体泄漏的情况，因为周围环境温度的变化、阳光暴晒和设备发热都会引起气体温度的变化，从而也影响气体的压力。所以只能装设密度继电器，根据气体的状态方程可以将测到的压力和温度转换为气体密度。

激光摄像式SF6气体检测仪，该仪器应用SF6气体可阻断激光路径的原理，对GIS设备作30米以内的气体泄漏检测。

卤素检测仪，该类仪器可用于检测所有卤素气体泄漏的仪器。

（2）微水超标

六氟化硫气体中的，微量水分虽然对六氟化硫气体本身绝育强度影响不大，但断路器内部的固体绝缘件，表面凝露时会大大降低闪络电压。同时六氟化硫气体中的微量水分会参与在电弧作用下，六氟化硫气体的分解反应，生成腐蚀性很强的氟化氢等分解物，他们对六氟化硫断路器内部零部件有腐蚀作用，会降低绝缘件的绝缘电阻和破坏金属件表面的镀层，使产品受到严重的损害，六氟化硫气体中的微量水分含量越大，这种损害就越大。

检测SF6气体中微量水份的主要方法有：

质量法：将一定体积的SF6气体通过高酸镁作干燥剂的配横试管中，通过干燥剂吸收水分后试管总质量的增加得到气体中的水分含量。

电解法：气样流经一个具特殊结构的电解池时，其中的水蒸气被池内作为吸湿剂的 P2O5膜层吸收、电解。当吸收和电解过程达到平衡时，电解电流正比于气样中的 水蒸气含量，这样可通过测量电解电流得知气样的含水量。

露点法：被测气体通过一个密封池中的金属镜面，控制镜面温度，当温度低于被试气体中水针器饱和湿度时，水蒸气结露，测得镜面温度即为露点，通过露点和气体水份含量换算公式即可得到气体中的含水量。

阻容法：当被测气体通过电子湿度仪的传感器时，气体湿度的变化引起传感器电阻、电容量的改变，从而测得气体湿度值。

4结束语

GIS设备在变电站中发挥着重要的作用，但是不能忽视对其日常的维护和检修。通过本文的介绍，希望能对GIS设备的状态检测一个简单系统的认知，保证设备的正常运行，保证变电站的正常工作，并且保证工作过程中的安全性。由于时代的发展，对GIS设备的检测手段在未来势必会得到升级。检查的工作人员依然要牢记提升自身的专业素养，认真严谨完成工作。保障变电站中GIS设备安全运行。

参考文献：

[1]浅谈500kV变电站GIS设备的运行维护[J].侯兴旺，任成刚，王兴洋.科技风.2018（06）

[2]500kV变电站GIS设备的故障诊断与维护[J].苟伟，李长彬.科技创新导报.2016（34）

[3]祁永梅，周洋.500kV变电站GIS设备的故障诊断与维护[J].山东工业技术，2018（24）：164.