正泰电气股份有限公司 上海 201614；国网嘉兴供电公司 浙江嘉兴 314000
摘要：城市化的发展，国民经济的发展对电力的需求量也在不断增加，传统的供电设备无法满足高强度的电力供应。GIS设备就以其良好的性能被推广应用到电网的建设以及电力的供应中去，虽然其各个性能有了明显的提升，但是仍然有一些弊端存在，导致电力故障的发生，甚至影响电网的稳定运行。因此，加强对GIS设备的维护和检修十分重要，本文首先介绍GIS设备的基本情况，之后介绍DBC和SCM在GIS运用中常见的问题，最后就是针对这些常见的问题提出解决对策，以建设该设备出现故障的概率，确保其运行的稳定持续。
关键词：DBC；SCM；常见问题分析；处理过程
引言
GIS 设备作为变电站的核心设备，在使用过程中也会发生故障，而且 GIS 设备故障还具有一定的隐蔽性，因此需要在使用 GIS 设备中做好故障的处理工作。通过对提高 GIS 设备故障分析能力，从而快速对 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。本文对 GIS 设备的常见问题进行分析，并提出了相应的故障处理对策建议，以确保该设备运行的效果。
一、110kV嘉兴变某线开关发生故障的基本情况
1.1设备相关信息及故障情况描述
该设备为某线开关，其由SIEMENS生产，设备型号为8DN8-3的145kVGIS,其在2001年11月16日出产，在2002年5月15日投运。出厂日期：2001-11-16，投运日期：2002-05-15。
2017年7月6日，嘉兴地区监控发现110kV嘉兴变110kV某线开关报“开关故障、开关机构弹簧未储能、开关SF6气压低闭锁”告警信号。运行人员现场检查后台与就地汇控柜所报告警情况与监控一致，发现储能电机出现间断性启动和停止现象，将开关储能电源断开。经检修人员及上海西门子厂家确认为该开关DBC模块故障，需对该机构进行改造。7月14日，某线开关机构箱改造工作开始，7月17日，某线开关机构箱改造工作结束。
1.2设备处理过程描述
2017年7月6日，嘉兴地区监控发现110kV嘉兴变110kV某线开关报“开关故障、开关机构弹簧未储能、开关SF6气压低闭锁告警信号”。城北变运维站人员现场对该开关后台及就地汇控柜信号进行核对，确认报“断路器需维护、开关SF6压力低闭锁、开关SF6压力低告警、开关机构弹簧未储能”告警信号且无法复归（图1、图2），现场发现储能电机出现间断性启动和停止现象，运行人员将储能电源断开。
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图1 后台告警信号
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图2 就地汇控柜告警信号
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图3 DCB模块故障指示
7月6日16时左右，检修人员到现场后检查该开关气体压力正常、弹簧储能位置正常，后台告警信号与运行所报相符合，检查机构箱内DBC模块报红灯（图3），电话与厂家技术人员沟通后确认为DBC模块故障，所有告警均由该DBC模块报出。7月6日24时左右，上海西门子厂家到现场后进一步确认该开关故障原因为开关DBC模块故障，需更换或改造。7月7日凌晨4时，对该开关进行隔离操作，开关改检修后，从备用间隔拆DBC模块换至某线开关，备用间隔DBC模块依然报故障，确定需对该机构进行改造。7月14日，某线开关机构箱改造工作开始，将原机构箱内由DBC模块控制的信号及回路改为常规继电器控制。
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图4 断路器机构箱改造后
7月17日，某线开关机构箱改造工作结束，信号核对正确，传动试验正确，该间隔正常运行。遗留QZ9（线路闸刀SCM模块故障）故障告警信号灯亮，但目前该线路闸刀还可电动操作，厂家建议及时更换改造。
二、GIS设备以及DBC、SCM的基本情况
GIS设备是一种金属封闭气体绝缘开关设备，由多种高压电器组成的高压开关设备，其绝缘介质全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气。具体而言其采用的是六氟化硫，该气体在灭弧性能以及绝缘方面的性能最佳，能够使高压电器的元部件被密封在金属筒中，安全性以及运行的稳定性大大提升。此外，该设备与传统的配电装置相比具有明显的优势，占地面积少，可以节约空间；元件处于密封状态，运行的安全性和稳定性大大提升；检修周期长，受电磁干扰的影响小等。这些都使得该设备具有较广泛的应用。
DBC为数字式断路器控制器，可以实现多种功能即监测、控制、诊断等，其可以通过内部的传感器和处理器对断路器的运行进行持续不断的监测，从而实现六氟化硫压力过低闭锁操作、电机负荷保护等功能。而SCM为数字式刀闸控制及监测装置，主要是对隔离开关以及接地刀闸进行控制和监测，通过对刀闸运行情况的监测，及时发现其中的问题，实现合闸闭锁等功能。此外，DBC和SCM模块均安装在断路器及隔离开关机构箱内，且均具有自检功能和通讯功能，当装置故障发生时均能发出告警信号并闭锁设备操作，极大地提高了设备监测和控制的效率。DBC、SCM模块具有集成度高、免维护的特点，但也存在如下缺点：1）电子设备寿命受运行环境、电子干扰等影响，故障率高；2）模块为德国进口设备，模块备件停产，现场无法检修。根据上海西门子运维经验，装有该模块设备应逐步进行改造，遇到故障后采取停电改造的方法最为有效，一台断路器DBC模块的改造时间为4天。
三、DBC和SCM在GIS运用中的常见问题分析
3.1气体泄漏方面的问题
首先，设备漏气问题，六氟化硫气体是设备中起到绝缘作用的重要介质，但是设备长期运行过程中可能会出现漏气的现象，从而对设备的运行造成不利影响。而造成设备漏气的原因是复杂的，安装环节、设备在长期使用中出现老化以及后续检修等各个环节稍有差池就可能导致六氟化硫气体的泄漏，使设备运行的稳定性受到影响。最后，设备会发生短路以及局部异常放电等情况。
3.2DBC和SCM发生故障的概率比较高
有关数据调查发现，DBC和SCM发生故障的概率基本运行超过十年以上的产品90%会发生故障，究其原因主要就是DBC和SCM的程序出错、装置电源故障或被扰动以及温度过高等。虽然也通过多种措施降低故障发生的概率，但是由于电子元件易受干扰，所取得的效果并不明显。
3.3DBC和SCM为德国进口，成本比较高
DBC和SCM为德国产品，进口成本比较高，而且其在发生故障时并不能自行解决，需要与厂家联系，这就大大增加了故障处理的周期，不仅影响设备的正常工作，也会导致发生较高的维修成本。
四、针对这些常见问题的对策建议
4.1气体泄漏方面
首先，做好预防和排查工作，安排专人进行这两个模块的日常检查和维护，并对以往出现漏气的情况进行总结，以便对室内的气压指标等参数变化有全面的了解和掌握，从而增强气体泄漏预防控制的科学性。其次，DBC的电源故障会导致模块内部断路器控制回路出现无电状态，西门子该型号的产品的断路器回路中出现无电状态时会误报SF6闭锁。最后就是出现短路等情况时，尽快确定故障出现的原因和位置，之后根据有关数据及实际情况做出处理。
4.2对DBC和SCM进行改造，完善模块内容
根据DBC和SCM的实际应用情况，对这两个模块的内容进行改造，增强其抗干扰的能力，避免出现故障不能及时反馈的情况。对已经停产模块的部分加快改造步伐，应用新的技术和模块。对内部的程序进行控制，本文中故障出现的原因在于信号误报，程序并没有及时反馈故障，影响了设备的正常使用。改造的内容有在断路器机构箱内安装K67电机储能超时继电器、K7防跳继电器、K9电机控制继电器、K10分闸总闭锁继电器、K77复归继电器及F1储能空开等，增强故障诊断的准确性。此外，对“SF6压力低闭锁”、“SF6压力低告警”、“弹簧未储能”信号进行完善，并且取消部分信号回路，比如“断路器禁止操作”、“断路器需要维护”、“断路器未准备好操作”，增加断路器电机故障告警信号，通过这些措施降低设备发生故障的概率。
4.3加强创新，进行有关设备的研发
国家或者有关企业要加强这类设备的核心技术研发，摆脱过于依赖他国品牌的情况，进行自主研发，可以提升竞争力，而且在遇到问题时能够及时有效地解决。加大研发投入，每年都分配一定的资金到新设备和新技术的研发中去，此外还需要完善激励政策，鼓励研发人员进行研发，提高其工作的积极性。
五、结束语
综上所述。电网的运行效果直接与国民的日常生产和生活息息相关，而GIS设备的应用可以有效确保电网的稳定运行，但是仍然需要加强对设备的检修，以及时发现其中的问题，避免对电网的运行造成不利影响。