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GIS

設(shè)備常見故障原因分析及解決方法

摘要：隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，變電所的數(shù)量日益增加，然而與之相反的是可供

建設(shè)變電站的土地?cái)?shù)量卻在日益減少。因此，一種占地面積和空間小，綜合性技

術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的電氣設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在各座新變電站之中，這就是

――GIS

設(shè)

備。然而，隨著大量

GIS

設(shè)備投入商業(yè)運(yùn)營，越來越多的關(guān)于

GIS

設(shè)備的故障、

缺陷也逐漸暴露出來，筆者就針對自己經(jīng)歷過的幾組

GIS

設(shè)備的故障處理及消缺，

簡單地分析了

GIS

設(shè)備具有代表性的故障及處理辦法。

關(guān)鍵詞：

GIS

設(shè)備；六氟化硫；

GIS

缺陷

一、

GIS

設(shè)備綜述及在目前電網(wǎng)中的使用情況

        GIS

全稱

GasInsulatedSubstation

，是氣體絕緣全封閉組合電氣的英文簡稱。

GIS

設(shè)備由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出

線終端等部件組成。自

20

世紀(jì)

60

年代實(shí)現(xiàn)實(shí)用化以來，

GIS

已廣泛運(yùn)行于世界

各地。與常規(guī)敞開式變電站相比，

GIS

的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠

性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，且

GIS

設(shè)備維護(hù)工作

量小，其主要部件的維修間隔不小于

20

年。

二、

GIS

設(shè)備的特點(diǎn)

        GIS

設(shè)備在結(jié)構(gòu)性能上有下列特點(diǎn)：（

1

）、占地面積和空間小，而且隨電壓

增高而相對大幅度縮小。（

2

）、由于電器部分封閉于金屬內(nèi)，不受環(huán)境變化的

影響，同時(shí)六氟化硫斷路器兩次維修間的開斷次數(shù)多，使設(shè)備維修期延長。

（

3

）、創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，不燃燒，不爆炸；操作聲?。粺o污染和高電場

干擾等。（

4

）安裝工作量小，安裝速度快，安裝費(fèi)用低。（

5

）、綜合性技術(shù)經(jīng)

濟(jì)指標(biāo)高，由于占地面積小，又加強(qiáng)了可靠性，故全封閉電站造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，在

電壓高時(shí)尤為突出。

        1

、清潔度

大量的安裝實(shí)踐證明，保證清潔度是

GIS

總裝和現(xiàn)場安裝中的首要的任務(wù)。

GIS

設(shè)備發(fā)展至今，現(xiàn)場安裝工藝、步驟已經(jīng)越來越少，多數(shù)調(diào)試、試驗(yàn)內(nèi)容已

在制造廠內(nèi)完成，現(xiàn)場只需完成拼接即可。但即便如此，國內(nèi)

GIS

安裝現(xiàn)場的場

地情況通常較差，多數(shù)變電站、尤其是水電站，大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，工程自然環(huán)

境較差，刮風(fēng)較多。為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時(shí)應(yīng)在場地灑水并用水

揩凈，在空氣靜置

48

小時(shí)后才開始安裝。作為電極的鋁管在加工過程中難免會

存在著表面毛刺和鋁屑，這些微粒都是耐壓實(shí)驗(yàn)中放電的來源，因此要特別注意

保證鋁導(dǎo)體的清潔。從這點(diǎn)來說，制造廠方已于工廠內(nèi)對電極做了處理，現(xiàn)場安

裝過程中，需要我們在用酒精、高級無紡擦拭布清潔完畢后，立刻套上塑料袋，

在對接前一刻再揭開對接，做到嚴(yán)格防塵。某些國產(chǎn)

GIS

產(chǎn)品由于管理不嚴(yán)

.

出廠

時(shí)

GIS

內(nèi)還殘留有雜物，甚至還有內(nèi)部螺栓未擰緊導(dǎo)致脫落的現(xiàn)象，加之許多安

裝現(xiàn)場管理不嚴(yán)，灰塵漫天，更增加了確保清潔度的難度，所以必須嚴(yán)格要求，

精心施工。

        2

、密封度

密封性是

GIS

絕緣的關(guān)鍵，六氟化硫氣體泄露會造成

GIS

致命的故障，密封

性差導(dǎo)致的頻繁漏氣低氣壓告警也是絕大多數(shù)

GIS

設(shè)備投產(chǎn)后的主要缺陷。密封

效果主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整情況。除卻各

GIS

廠商的制造工藝水平，作為現(xiàn)場施工方，安裝調(diào)整工藝是我們最需要進(jìn)行質(zhì)

量控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此密封性檢查應(yīng)貫穿于整個(gè)安裝、調(diào)試的始終。進(jìn)一步到

GIS

設(shè)備常見故障原因分析及解決方法

摘要：隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，變電所的數(shù)量日益增加，然而與之相反的是可供

建設(shè)變電站的土地?cái)?shù)量卻在日益減少。因此，一種占地面積和空間小，綜合性技

術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的電氣設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在各座新變電站之中，這就是

――GIS

設(shè)

備。然而，隨著大量

GIS

設(shè)備投入商業(yè)運(yùn)營，越來越多的關(guān)于

GIS

設(shè)備的故障、

缺陷也逐漸暴露出來，筆者就針對自己經(jīng)歷過的幾組

GIS

設(shè)備的故障處理及消缺，

簡單地分析了

GIS

設(shè)備具有代表性的故障及處理辦法。

關(guān)鍵詞：

GIS

設(shè)備；六氟化硫；

GIS

缺陷

一、

GIS

設(shè)備綜述及在目前電網(wǎng)中的使用情況

        GIS

全稱

GasInsulatedSubstation

，是氣體絕緣全封閉組合電氣的英文簡稱。

GIS

設(shè)備由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出

線終端等部件組成。自

20

世紀(jì)

60

年代實(shí)現(xiàn)實(shí)用化以來，

GIS

已廣泛運(yùn)行于世界

各地。與常規(guī)敞開式變電站相比，

GIS

的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠

性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，且

GIS

設(shè)備維護(hù)工作

量小，其主要部件的維修間隔不小于

20

年。

二、

GIS

設(shè)備的特點(diǎn)

        GIS

設(shè)備在結(jié)構(gòu)性能上有下列特點(diǎn)：（

1

）、占地面積和空間小，而且隨電壓

增高而相對大幅度縮小。（

2

）、由于電器部分封閉于金屬內(nèi)，不受環(huán)境變化的

影響，同時(shí)六氟化硫斷路器兩次維修間的開斷次數(shù)多，使設(shè)備維修期延長。

（

3

）、創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，不燃燒，不爆炸；操作聲小；無污染和高電場

干擾等。（

4

）安裝工作量小，安裝速度快，安裝費(fèi)用低。（

5

）、綜合性技術(shù)經(jīng)

濟(jì)指標(biāo)高，由于占地面積小，又加強(qiáng)了可靠性，故全封閉電站造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，在

電壓高時(shí)尤為突出。

        1

、清潔度

大量的安裝實(shí)踐證明，保證清潔度是

GIS

總裝和現(xiàn)場安裝中的首要的任務(wù)。

GIS

設(shè)備發(fā)展至今，現(xiàn)場安裝工藝、步驟已經(jīng)越來越少，多數(shù)調(diào)試、試驗(yàn)內(nèi)容已

在制造廠內(nèi)完成，現(xiàn)場只需完成拼接即可。但即便如此，國內(nèi)

GIS

安裝現(xiàn)場的場

地情況通常較差，多數(shù)變電站、尤其是水電站，大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，工程自然環(huán)

境較差，刮風(fēng)較多。為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時(shí)應(yīng)在場地灑水并用水

揩凈，在空氣靜置

48

小時(shí)后才開始安裝。作為電極的鋁管在加工過程中難免會

存在著表面毛刺和鋁屑，這些微粒都是耐壓實(shí)驗(yàn)中放電的來源，因此要特別注意

保證鋁導(dǎo)體的清潔。從這點(diǎn)來說，制造廠方已于工廠內(nèi)對電極做了處理，現(xiàn)場安

裝過程中，需要我們在用酒精、高級無紡擦拭布清潔完畢后，立刻套上塑料袋，

在對接前一刻再揭開對接，做到嚴(yán)格防塵。某些國產(chǎn)

GIS

產(chǎn)品由于管理不嚴(yán)

.

出廠

時(shí)

GIS

內(nèi)還殘留有雜物，甚至還有內(nèi)部螺栓未擰緊導(dǎo)致脫落的現(xiàn)象，加之許多安

裝現(xiàn)場管理不嚴(yán)，灰塵漫天，更增加了確保清潔度的難度，所以必須嚴(yán)格要求，

精心施工。

        2

、密封度

密封性是

GIS

絕緣的關(guān)鍵，六氟化硫氣體泄露會造成

GIS

致命的故障，密封

性差導(dǎo)致的頻繁漏氣低氣壓告警也是絕大多數(shù)

GIS

設(shè)備投產(chǎn)后的主要缺陷。密封

效果主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整情況。除卻各

GIS

廠商的制造工藝水平，作為現(xiàn)場施工方，安裝調(diào)整工藝是我們最需要進(jìn)行質(zhì)

量控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此密封性檢查應(yīng)貫穿于整個(gè)安裝、調(diào)試的始終。進(jìn)一步到

GIS設(shè)備常見故障原因分析及解決方法 

  摘要：隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，變電所的數(shù)量日益增加，然而與之相反的是可供建設(shè)變電站的土地?cái)?shù)量卻在日益減少。因此，一種占地面積和空間小，綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的電氣設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在各座新變電站之中，這就是――GIS設(shè)備。然而，隨著大量GIS設(shè)備投入商業(yè)運(yùn)營，越來越多的關(guān)于GIS設(shè)備的故障、缺陷也逐漸暴露出來，筆者就針對自己經(jīng)歷過的幾組GIS設(shè)備的故障處理及消缺，簡單地分析了GIS設(shè)備具有代表性的故障及處理辦法。         關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備；六氟化硫；GIS缺陷 

        一、GIS設(shè)備綜述及在目前電網(wǎng)中的使用情況 

        GIS全稱GasInsulatedSubstation，是氣體絕緣全封閉組合電氣的英文簡稱。GIS設(shè)備由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等部件組成。自20世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)實(shí)用化以來，GIS已廣泛運(yùn)行于世界各地。與常規(guī)敞開式變電站相比，GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，且GIS設(shè)備維護(hù)工作量小，其主要部件的維修間隔不小于20年。         二、GIS設(shè)備的特點(diǎn) 

        GIS設(shè)備在結(jié)構(gòu)性能上有下列特點(diǎn)：（1）、占地面積和空間小，而且隨電壓增高而相對大幅度縮小。（2）、由于電器部分封閉于金屬內(nèi)，不受環(huán)境變化的影響，同時(shí)六氟化硫斷路器兩次維修間的開斷次數(shù)多，使設(shè)備維修期延長。（3）、創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，不燃燒，不爆炸；操作聲小；無污染和高電場干擾等。（4）安裝工作量小，安裝速度快，安裝費(fèi)用低。（5）、綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高，由于占地面積小，又加強(qiáng)了可靠性，故全封閉電站造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，在電壓高時(shí)尤為突出。         1、清潔度 

        大量的安裝實(shí)踐證明，保證清潔度是GIS總裝和現(xiàn)場安裝中的首要的任務(wù)。GIS設(shè)備發(fā)展至今，現(xiàn)場安裝工藝、步驟已經(jīng)越來越少，多數(shù)調(diào)試、試驗(yàn)內(nèi)容已在制造廠內(nèi)完成，現(xiàn)場只需完成拼接即可。但即便如此，國內(nèi)GIS安裝現(xiàn)場的場地情況通常較差，多數(shù)變電站、尤其是水電站，大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，工程自然環(huán)境較差，刮風(fēng)較多。為了防止起灰塵，安裝前第一次清潔時(shí)應(yīng)在場地灑水并用水揩凈，在空氣靜置48小時(shí)后才開始安裝。作為電極的鋁管在加工過程中難免會存在著表面毛刺和鋁屑，這些微粒都是耐壓實(shí)驗(yàn)中放電的來源，因此要特別注意保證鋁導(dǎo)體的清潔。從這點(diǎn)來說，制造廠方已于工廠內(nèi)對電極做了處理，現(xiàn)場安裝過程中，需要我們在用酒精、高級無紡擦拭布清潔完畢后，立刻套上塑料袋，在對接前一刻再揭開對接，做到嚴(yán)格防塵。某些國產(chǎn)GIS產(chǎn)品由于管理不嚴(yán).出廠時(shí)GIS內(nèi)還殘留有雜物，甚至還有內(nèi)部螺栓未擰緊導(dǎo)致脫落的現(xiàn)象，加之許多安裝現(xiàn)場管理不嚴(yán)，灰塵漫天，更增加了確保清潔度的難度，所以必須嚴(yán)格要求，精心施工。         2、密封度 

        密封性是GIS絕緣的關(guān)鍵，六氟化硫氣體泄露會造成GIS致命的故障，密封性差導(dǎo)致的頻繁漏氣低氣壓告警也是絕大多數(shù)GIS設(shè)備投產(chǎn)后的主要缺陷。密封效果主要取決于罐體焊接質(zhì)量，其次是密封圈的制造、安裝調(diào)整情況。除卻各GIS廠商的制造工藝水平，作為現(xiàn)場施工方，安裝調(diào)整工藝是我們最需要進(jìn)行質(zhì)量控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此密封性檢查應(yīng)貫穿于整個(gè)安裝、調(diào)試的始終。進(jìn)一步到

細(xì)節(jié)工藝，相關(guān)負(fù)責(zé)人需要交代具體工人在對接時(shí)的各項(xiàng)注意事項(xiàng)，重要的有：對結(jié)過程的平穩(wěn)、接觸面的清潔、密封圈的合理放置、對接螺栓的緊固次序等。安裝完成后，分別在抽真空和沖完氣后進(jìn)一步檢查設(shè)備的密封度。特別是沖完氣后，需要進(jìn)一步對各對接面進(jìn)行包扎檢漏，同時(shí)跟蹤各氣室的六氟化硫壓力變化，并結(jié)合溫度因素來分析。         3、真空度 

        除上述兩個(gè)關(guān)鍵因素外，真空度的要求是總裝和安裝過程中的第三個(gè)控制因素，是控制六氟化硫含水量的重要保證措施，它不僅能減少六氟化硫氣體本身的水分，也可減少罐內(nèi)其它物體（絕緣體、密封體）內(nèi)所含的水分，一般要求在充入六氟化硫氣體之前真空度要達(dá)到133Pa，再繼續(xù)抽真空30min。 

        GIS設(shè)備中的水分是對GIS設(shè)備性能影響最大的因素，主要表現(xiàn)在對產(chǎn)品絕緣性能、斷路器開斷性能的影響和對零部件的腐蝕作用三個(gè)方面。而水分進(jìn)入GIS的主要途徑和相應(yīng)的應(yīng)對措施，可由下表來簡單說明： 

        為更好的控制GIS中的水分，本次擴(kuò)建工程的充氣過程采取了預(yù)充壓力至0.2mPa，靜置24h后測量GIS內(nèi)微水值，合格后繼續(xù)充至0.6mPa再靜置24h再測量微水的方法，進(jìn)一步控制安裝的質(zhì)量，保證各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

GIS設(shè)備運(yùn)行中的常見問題及解決方案         （一）六氟化硫氣體泄露 

        六氟化硫氣體泄露是GIS設(shè)備出現(xiàn)最頻繁的一個(gè)缺陷，制造、安裝工藝優(yōu)良的產(chǎn)品可以做到歷經(jīng)數(shù)年壓力也不會下降到報(bào)警值，而工藝不佳的產(chǎn)品在投產(chǎn)卻需要經(jīng)歷一個(gè)月補(bǔ)一次氣的缺陷。如我局在北侖地區(qū)的某座新擴(kuò)建的220千伏變電站，該站Ⅱ期設(shè)備在投運(yùn)后的半年時(shí)間里頻繁出現(xiàn)六氟化硫低壓告警缺陷，并逐漸發(fā)展至每周須補(bǔ)氣一次的嚴(yán)重情況，經(jīng)現(xiàn)場檢漏，共發(fā)現(xiàn)7處漏點(diǎn)，除一處為六氟化硫密度繼電器底座出現(xiàn)裂紋以外，其他均為套管制造工藝不良在鑄造過程中留有沙眼。之所以在前期出廠試驗(yàn)及安裝調(diào)試中沒有發(fā)現(xiàn)，經(jīng)分析可能是沙眼在長時(shí)間的高壓氣體的沖擊下最終形成通路，導(dǎo)致漏氣。??最終，廠家提出在停電后將漏氣套管中的六氟化硫氣體回收后對套管沙眼部位進(jìn)行補(bǔ)焊，隨后再抽真空注氣進(jìn)行再檢漏，在確定無新的泄露點(diǎn)后回收氣體重新抽真空到標(biāo)準(zhǔn)真空度后，重新灌氣，待微水試驗(yàn)合格后重新投入運(yùn)行。 

        導(dǎo)致GIS設(shè)備的六氟化硫泄露缺陷一般有兩個(gè)可能：一是套管拼接處密封圈未放好或者密封圈老化，加之緊固螺絲未達(dá)規(guī)定力矩，導(dǎo)致密封不嚴(yán)而引起的泄露，這一般是由于安裝工藝不良而引起的；二是與上文中提到的沙眼有關(guān)，這普遍由廠家的設(shè)備建造工藝不良引起。遇到此類氣體泄露缺陷除了緊固螺絲外，其他無論是沙眼修補(bǔ)還是更換密封圈都必須在停電的條件下將套管內(nèi)氣體回盡再進(jìn)行相應(yīng)的處理，工作量很大。因此在設(shè)備出廠驗(yàn)收及安裝過程中我們一定要牢把質(zhì)量關(guān)，一絲不茍地進(jìn)行。         （二）分合閘線圈燒毀 

        和絕大多數(shù)的敞開式斷路器一樣，目前GIS設(shè)備大多采用彈簧機(jī)構(gòu)作為操作機(jī)構(gòu)，因此在斷路器分合閘時(shí)，也會出現(xiàn)線圈燒毀的情況。線圈燒毀是由于開關(guān)未動作而線圈長時(shí)間通電造成的。而造成開關(guān)未動作的原因多且復(fù)雜，此時(shí)因注意及時(shí)斷開合閘電源再進(jìn)行回路、設(shè)備的排查工作，否則容易引起線圈長時(shí)間通電造成的線圈燒毀。 

        處理此類故障的方法不像看上去更換一個(gè)線圈這樣簡單，逐級查找故障原因是對檢修人員一次、二次知識掌握的扎實(shí)與否的一大挑戰(zhàn)。

-

（三）其他問題 

        目前的GIS普遍有戶內(nèi)和戶外兩種安裝形式，相較于戶內(nèi)式，戶外式設(shè)備存在的問題相對更多。如戶外機(jī)構(gòu)箱，匯控柜內(nèi)進(jìn)水、起霧等，長時(shí)間的浸水會使得二次線路絕緣老化，各輔助接點(diǎn)失靈等等，這些缺陷會嚴(yán)重威脅到設(shè)備的正常使用及電網(wǎng)*。         四、總結(jié) 

        GIS設(shè)備由于它的特殊性，在其出廠之時(shí)只能算是半成品，現(xiàn)場的安裝與調(diào)試占據(jù)了GIS設(shè)備質(zhì)量的很大一部分因素。在施工時(shí)我們要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，設(shè)定了專門的安裝技術(shù)員、工器具管理員、大型設(shè)備技術(shù)員、資料保管員等專員，并嚴(yán)格在清潔度、密封度、真空度三方面控制施工工藝，每完成一步便進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)測試，確保施工的每一步都符合要求。 

        GIS的安裝除了相應(yīng)的理論知識外，一定的安裝、調(diào)試實(shí)際經(jīng)驗(yàn)也是必須的。本文基于GIS設(shè)備的特點(diǎn)，探討了常見的GIS運(yùn)行中遇到的問題與解決方法，與大家分享。