浙江省杭州市浙江省送变电工程有限公司 浙江杭州 310016
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，GIS设备作为集成性电器的一种，也可以将其理解为气体绝缘开关设备、SF6全封闭组合电器，是变电站正常运行不可缺少的一部分。GIS设备内部是由断路器、开关设备、汇控柜与互感器等组成，在运行期间如果出现故障，也多是在这些结构中出现。尽管GIS设备发生故障的概率相对较小，维修环节的工作量也不多，但是因为运行时间长，所以会引发一些故障。为此，针对GIS设备的常见故障进行诊断与检修十分必要。
关键词：GIS局部放电;带电检测技术;现场应用
1 引言
GIS设备应用于变电站，是变电站主要设备之一，它具有良好的灭弧防爆性能。保证GIS设备的稳定性和其工作的连续性，对煤矿的供电系统的正常运营有着重要意义，一旦设备出现了故障问题，那么就会影响到变电站的安全运行，造成电网事故，大面积停电且绵延速度极快。因此，在电网快速发展的背景下，做好变电站GIS设备的故障检修就非常重要。
2 GIS设备常见问题
2.1 SF6气体泄露
GIS设备最容易出现问题的部分就是SF6的气体泄露。导致GIS设备SF6泄露的原因是密封圈的老化导致螺丝的的紧固能力达不到相应的标准，还有就是在套管连接处的密封圈没有固定紧。除此之外还有一个原因就是相关的设备没有达到相应的标准就已经使用，这类问题的出现直接与生产厂家有着直接的关系。
2.2 断路器故障诊断
断路器一旦发生故障，主要是断路器内部电能不足，或者控制回路不能正常运行导致分合闸动作故障。深入分析之后可以总结根本原因：一是电源没有连接，致使电源中断之后产生分闸供电的现象；二是控制分合闸回路面临问题，短路断路发生之后会使得分合闸作业受阻，或者断路器接触不良。某变电站工作人员组织GIS设备诊断时发现，设备腔体中SF6气压降低，导致气压与规定值差距过大，从而使设备转变为闭锁状态，分合作业无法及时完成，直接影响了断路器的运行。开关一侧靠近，这时互感器屏蔽罩和GIS设外侧保持连接，线路另外一侧的隔绝SF6气体转变为绝缘状态，没有回路产生。由此工作人员判断，该GIS设备的断路器发生故障。
2.3 互感设备有偏差
GIS互感器设备在使用过程中会发生所测电流数值不准确的情况。最近，某500KV变电站GIS设备电流互感器主回路电流测量结果就很反常，后复检时发生故障，电流测量结果与真实数值相差几乎快要大于10。所以互感器故障导致的错误也不可小觑。在GIS投入工作中，要想正常运行，就只有保证互感器开关与屏蔽罩接近位置接触到金属外壳，另一端与金属外壳之间处于绝缘下，并不能产生回路。多次使用设备，GIS设备必须分分合合合，产生的震动使绝缘端发生松动现象，使绝缘端与外壳发生连接现象。闭合回路的条件无法达到。若绝缘端与金属外壳连接成了闭合回路，根据物理原理，产生的感应磁通量就因互感器上二次绕组，会在屏蔽罩内生成反向电流，电流相抵消，因此测量值与实际值产生了偏差。
3 变电系统中GIS设备安装调试以及检修方法
3.1 不断更新维护方法
GIS设备在管理和维护方式上，与传统设备有所不同，不能利用传统的方法。应用GIS设备时，在运行中可以通过物理上的隔绝方法，减少外部的影响因素对设备产生的不利影响。在维护和管理过程中，要有的放矢，重点维护设备中的接线头、压力表等设备。维护方式不仅要做到实处，更应体现在细节上，避免小问题发展成大隐患。此外，还应该更新技术，利用先进的智能化和自动化技术完成设备维护，充分利用设备的智能化优势，利用大数据和云计算技术，分析和整合设备运行情况，利用网络将汇总后的信息进行收集、传输，从而提高维护工作的智能化水平，确保设备运行安全。
3.2 SF6气体的检修
GIS设备中的SF6气体检修，需要使用满足质量标准的盛装气体仪器，必须要合理选择材料，制造出高质量仪器。此外，检修人员还需要定期进行SF6空气含量的检测，尽管SF6气体无毒，但是若出现泄露，且发生气体聚集的现象，必然会威胁到工作人员的人身安全。SF6气体泄露的检测，可以选择红外线检漏法。红外检漏法则是通过仪器接受反射红外线激光，生成图像之后观察气体泄漏位置。其中常用法包括液体表面张力法、SF6电离法；液体表面张力法充分利用肥皂水具有的张力，在仪器的漏缝处冒出气泡；SF6电离法定性检漏则是在脉冲高压条件下持续放电，SF6气体本身具有强负电性的特性，可以将电晕电厂强度改变，了解到是否存在气体泄漏现象。
3.3 断路器故障检修
一旦确定为断路器故障，则最先要对电源进行处理。电源提供足量的电量支持，若没有足够的电量支持，合闸分闸均无法完成。工作人员对断路器电源进行检查，确认电源已经断开。同时对熔丝当前情况进行检测，若断路器已确定为空开状态，就试合空开。若确定为熔丝断裂，就更换新的熔丝。若是回路发生故障，请专业人员对回路进行问题排查检修。一旦发现SF6压到警戒值以下，产生压强太小没有方法支持分合闸时，就快速中断断路器的电源，同时关闭操作机构，对关闭机构上做出标志，然后进行相关维修。若断路器发生的问题是分合闸，则分别对其分析，若是无法完成分闸动作，中断断路器电源，若保持断路器电源空开，则要向上级报告，将重合闸停止，经过上级批准后，用母联串代的方法把未曾发现的故障的断路器换到另外一侧的母线上，再次中断故障断路器，进而维修。如果出现无法完成合闸操作的现象，那中断电源，申请重新合闸，然后再请专业检修人员来进行检修。
3.4 互感设备的检修
互感器故障在GIS设备中并不十分常见，且故障征兆不明显，互感设备表面并不会有异响和失等现象发生，工作人员不能快速发现。这就需要检修人员凭借自己积累的经验与专业能力，详细观察互感设备。如果确定设备存在故障，要先确定故障点位与根本原因。因为互感设备运行环境压力较高，工作人员不能靠近，建议采用记录互感器数据的形式实施检查。一旦发现数据异常，必须马上断电检修，总结故障原因后实施维修。故障修复难度较大的情况下，可以将设备的元件替换。
4 带电检测技术
4.1 超声波局部放电带电检测
GIS设备内部一旦出现放电、振动这两种缺陷，可产生较大的振动或声波，声波的传播形式以球面波为主。一般来说，声波频率为20～100kHz，叫做超声波，利用壳体可加快超声波信号的传播速度。超声波局部放电带电检测，是指在GIS壳体上放置一个压敏传感器，用它来接收壳体所发出的超声波信号，通过分析判断声波信号，可诊断GIS设备有没有存在异常振动缺陷，是否出现局部放电等现象，同时还能对异常振动缺陷、局部放电进行定位。
4.2 解体检查分析
通过对设备进行解体检查，发现其放电位置附近出现大量粉末状异物，由此可见该区域存在严重的放电现象。对应放电位置内的绝缘杆与传动机的连接位置存在着明显的差异性，影响了整个传动技术检测的放电技术应用控制，因此必须采取相应的防范措施，这样才能提高带电检测技术的应用价值。
5 结语
综上所述，带电检测技术可防止GIS设备出现不必要的潜伏性缺陷，同时还可对检修决策、方案进行有效指导，以便制定出合理可行的方案。
参考文献：
[1]尹相国,张文,路致远，等.面向智能变电站二次设备的故障诊断方法研究[J]. 电测与仪表:1-7.
[2]段锋.浅析变电站110kVGIS设备试运行时故障原因及防范措施[J]. 电子元器件与信息技术,2019,3(06):62-66+97.