摘要：GIS设备由于其占地面积小而且环境影响小，在电力行业中应用广泛。尤其是特高压和超高压的输电工程中，更是发挥其重要的作用。但是，故障的问题是阻碍该技术发展的瓶颈。
关键词：GIS断路器；故障；分析
1.前言
GIS设备相比于常规的开关设备，具有一定的先进性，而且设备的运行过程中，噪声小，受到无线电等因素影响小，安全可靠，有效提高输电线路的传输效率，因此被广泛使用。
2.分合闸线圈结构
分合闸线圈高压开关的一个最根基性能就是机械靠得住性，电力运行和试验站的故障统计中表白，我国分合闸线圈高压开关最突出的问题就是机械和绝缘问题，这与发财国度相比较为落后，在发财国度的先进公司，现在分合闸线圈都纷繁提出并推出新一代免维护的电器产品。我国高压分合闸线圈开关设备要真正做到产品免维护仍然很难。实际上，在产品设计上尽可能地简化结构，对提高产品的靠得住性很有帮忙。断路器分合闸线圈的全部使命，归根事实是体现在触头的分、合动作使，而分、合动作又是通过操念头构来实现的，因此操念头构的工作性能和质量的优劣，对高压断路器的工作性能和靠得住性起着极其重要的作用。
3.分合闸线圈故障现象及原因
3.1分闸线圈驱动杆卡涩
如果断路器的分闸线圈的驱动杆堵塞，则在发出分闸命令后无法推动驱动杆，并且无法打开分闸控制阀以完成分闸操作。此时，如果5042断路器特定相的断开线圈的驱动杆被卡住，恶劣的天气将导致11相线瞬时接地短路故障，导致断路器故障保护动作使5041和5043断路器跳闸，从而在线路运行中产生DC单极。如果5012断路器的该相的起动线圈的驱动线圈被堵塞，则发生该相的第一组交流滤波器的接地故障，该断路器的故障保护动作是5011断路器和5013断路器。当使用交流滤波器运行时，极间直流系统会根据中间开关逻辑被锁定。5013断路器的启动阶段如果线圈的驱动线圈被卡住，则在此阶段中第一组交流滤波器中的接地故障会导致断路器故障保护动作，从而使5012断路器和500kVII母侧断路器跳闸。
3.2分闸线圈驱动杆不能返回
如果断开线圈的驱动杆没有完全返回，则断开线圈两侧的高压油和低压油将不会分离。在关闭过程中，高压油通过断开线圈流向低压油，从而导致部分能量损失。结果是断路器合闸时无法合闸，从而导致三相合闸和三相跳闸不一致。
3.3合闸线圈驱动杆卡涩
如果关闭闭合线圈驱动杆，则发出闭合命令时闭合线圈驱动杆将不会移动，并且无法完成闭合。重合线路故障过程中，重合失败，发生三相跳闸。
3.4合闸线圈驱动杆不能返回
如果关闭线圈的驱动杆未复位并且控制阀保持打开，则储能电机无法压缩压力存储模块以将能量存储在堆叠弹簧中，将发出超压警报，并激活电源开关。如果叠层弹簧中没有能量，则电路可能会断开。如果设备有缺陷，则无法跳开。
如果11线路相由于恶劣天气而出现短暂的对地短路故障，并且5042断路器合闸线圈的驱动线圈为时已晚，无法返回并且无法及时存储能量，则11直流系统将阻塞。而且，如果5041断路器无法恢复特定闭相线圈的驱动杆并及时在弹簧中存储能量，则会发生500kVI的断电。
如果此时在第一个大型交流滤波器组的相中发生接地短路故障，则5012断路器相的合闸线圈的驱动线圈将不会返回，并且将无法及时存储能量，极IDC系统将被阻塞。并且当5013打开时，设备特定阶段的闭合线圈的驱动线圈无法返回，也无法及时在堆栈弹簧中存储能量，从而导致500kVII母卡断电。
3.5对策
（I）如果是产品系列中的缺陷，则应更换UI断路器的所有断开和闭合线圈。如果是产品个性问题，则应更换同一批次的产品。（2）要查找类似的问题并及时更换，需要订购一定数量的备件。（3）在年度维护期间，逐一检查500kVUIS断路器的闭合线圈的运行情况，运行特性测试和对驱动线圈的检查，并更换被驱动杆堵塞且无法恢复的开/关线圈。
3.6制造厂的原因
首先，车间的清洁度不高。GIS设备制造厂不干净，特别是总装车间的碎屑，金属粉，颗粒等残留在GIS设备内部，这对GIS设备的运行构成了隐患，容易发生事故。第二，在组装中出现错误。在组装过程中，固定和移动元件上都会发生摩擦现象，从而产生一些碎屑和金属粉末。这些残留在零件内部并且没有清理，这会阻止GIS设备正常工作。
组装GIS零件时，工人没有遵循构造规则，从而导致诸如组装不当，零件组装不正确以及缺乏组装等问题。第三，存在制造商使用不合格材料等现象。通常，GIS设备的故障会导致导体过热，GIS内部闪络，内部接地短路和绝缘击穿等问题。
3.7现场安装的原因
首先，没有严格遵守规则和规定。在安装过程中，施工人员没有遵守技术规定，没有及时处理金属零件上的颠簸和划痕。第二，施工现场的清洁度不好。由于未清洁安装地点，因此绝缘材料会腐蚀和受潮，并且外部杂物和灰尘会掉落到GIS设备上。第三，存在安装失败，安装错误等现象。安装GIS设备时，技术人员可能会遇到诸如缺少安装或安装不正确的问题。例如，导体和屏蔽层之间的间隙可能不均匀，可能会出现忘记安装或未安装的现象，或者垫圈或螺栓可能没有完全拧紧或安装。第四，不处理异物。在运行期间，其他工程和安装任务之间存在交叉链接。例如，通风项目，建筑项目和照明项目未完成。为了按时完成项目，直接安装了GIS设备，并且没有及时处理GIS设备中的异物，这对GIS设备的未来运行造成了潜在的安全隐患。由于上述问题，会发生导体过热，内部闪络，GIS绝缘击穿等情况。
3.8绝缘类故障措施控制
在安装、施工过程中，必须加强对壳体内表面和导体表面光滑度的检查，如果不能去除表面的毛刺，将立即联系工厂进行处理。为防止在对接过程中异物进入油箱，请注意清洁紧固件和法兰安装孔，在法兰之间的间隙均匀后拧紧螺栓，并在连通室内安装S??F6气体管道。在道路冲洗之前，将管道与高压氮气或SF6气体对齐：在填充SF6气体之前，用SF6气体冲洗充气管道，以免在充气过程中杂质和污垢进入GIS。
3.9现场安装后的试验
GIS在出厂前已经过严格的工厂测试，并且组装过程中的大多数缺陷在出厂前已得到解决。运输，存储，安装或外部物体损坏等潜在原因可能导致绝缘不良，导体导电不良和气体泄漏。GIS领域的安装后测试对于消除上述潜在原因非常重要。
首先，主电路绝缘测试是对工厂绝缘测试的补充，该测试旨在检查绝缘的完整性并检测上述异常情况。工频耐受电压测试旨在检测污染物（例如自由移动的导电颗粒），并且在大多数情况下足以检测异常的电厂结构。雷电冲击耐受电压测试对于检测发电厂中的异常结构（例如电极损坏）特别敏感。
其次，局部放电测试，绝缘不良，电极异常以及游离导电颗粒的存在会在高压作用下引起局部放电。因此，可以使用诸如超声波局部放电检测和超高频局部放电检测的非电检测技术来检测局部放电。
第三，SF6气体分解产物检查和SF6气体局部放电产生各种成分的特征气体。通过检测这些特征气体，可以判断设备是否正常。
4.合闸线圈故障原因和预防措施
（1）断路器机构故障。当断路器合闸控制回路正常时，断路器本体的内导电杆、传动连杆等卡涩，或是因为断路器操作机构连板配合不好，死点调得偏高，导致断路器拒合闸，使合闸铁芯过载，引起线圈故障。加强合闸接触器的检查、维护。每次开关小修、周期大修都要对其进行检查动、静触头表面接触面积、接触压力等
（2）辅助开关位置不当。正常合闸时，断路器的合闸接触器的线圈回路与辅助开关的常闭延时接点串联，断路器合闸后，辅助开关接点自动切断合闸回路，辅助接点打不开或拉弧，合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路自保持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。
3）合闸接触器故障。断路器合闸时，由于合闸电流比较大，控制回路不能直接控制合闸线圈，只能通过合闸接触器间接接通合闸线圈。因此，当合闸接触器发生故障时，不能及时断开，使合闸线圈通电时间过长，线圈故障另外，合闸接触器的线圈电阻变大，会使合闸接触器正常通电时吸合力度不够，主触点产生拉弧，久而久之，合闸接触器的主触点接触电阻增大，间接地影响断路器合闸线圈的励磁电流，使合闸线圈的励磁力度不足，铁芯不能正确动作，使线圈过载，造成线圈故障甚至烧毁。
（4）合闸电源容量下降，或者合闸回路电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于80%额定值。
5.结束语
GIS设备在直流输电工程中应用广泛，在使用过程中，我们要重视故障的管理，通过有效的排查和处理，降低故障发生的几率，提高设备的稳定性。
参考文献
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