方江涛
中电建湖北电力建设有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：GIS设备全称气体绝缘、金属封闭开关设备，主要将断路器、母线、电流互感器等设备组合安装在金属外壳密闭的SF6气体中。由于整体设备具有检修维护周期长、运行可靠性高、占地面积小、维护简便、检修维护工作量小等优点、因此，目前电力生产输送将GIS设备定为主要设备。但是，随着运行时间的不断累积，设备会出现一些缺陷，但是这些缺陷不像其他设备一样容易被及时发现，如果在运行中不能及时采取有效的处理措施，一旦出现故障，检修过程相对复杂，且受现场环境限制，检修时间一般较长。因此，分析总结气体绝缘、金属封闭开关设备在运行中的故障原因，并且总结相关的防范措施在当下是势在必行的。
关键词：GIS;隔离开关;故障检测;
引言
地理信息系统有两个定义:iec(国际电工委员会)将地理信息系统定义为气体绝缘开关设备，IEEE(美国电气和电子工程师学会)定义为气体绝缘副站，尽管定义不同。除变压器外，高压元件(断路器、隔离开关、接地开关、变压器、母线、避雷针、电缆头、进线和出线套管等)。)在主电力系统中，按照主电力电缆的连接方法进行紧密组装，全部安装在装有六氟化硫气体(SF6)的金属壳中，绝缘性能和灭弧性能优良，形成密封高压开关装置。地理信息系统具有以下优点:地面面积小、运行可靠、环境保护差、地震、最低清理要求、安装时间短、使用时间长、噪音低等。而且它们广泛应用于电力系统。
1 GIS设备简介
地理信息系统设备都称为气体绝缘装置和金属闭合开关，顾名思义，它们不仅仅是单一设备，而是由若干电气设备组成。主要包括线路断路器、接地开关、绝缘开关、母线、电涌保护器、变压器、输出端子等。地理信息系统自建立以来得到广泛承认和使用。在运行过程中，设备可以适应更复杂的环境，具有更高的电压和更小的安装面积，从而大大减少了占用空间，从而使设备能够更好地适应地理环境因素。并且设备外壳是金属结构的完全封闭固件，使其具有良好的结构稳定性，还能对设备内的电气设备提供良好的保护，并起到保护操作人员人身安全和
2 GIS设备常见故障类型
2.1设备内部绝缘类型故障
综管信息系统设备可能由于供应链管理不善或对安装过程控制不足以及安装过程中的某些不正常现象而出现故障。例如，在制造过程中，如果GIS设备的金属触头表面存在残馀物，则可能导致触头粗糙磨蚀、操作过程中接触不良以及设备快速加热，而长期高温操作则可能缩短设备的使用寿命 这可能会导致严重磨损甚至触点融合，从而导致设备尖端出现放电问题。 例如，设备安装人员不按标准程序工作，安装清理工作不到位或安装不正确，可能导致GIS设备出现多个故障，导致内部闪存放电、设备运行温度过高等问题。这可能对GIS设备的安全运行造成严重风险。或者，在工作时，诸如隔热板、锅内绝缘子和支架绝缘子等部件会受到湿度的影响，而污物和裂纹会导致膨胀表面或内部的闪光放电。
2.2 GIS设备的气密性故障
GIS设备最主要的两个要素就是气体绝缘和全封闭。在运行中对设备气密性要求非常高。但是，在设备长期运行过程中，往往会遇到密封失效的问题，从而造成设备灭弧能力下降及绝缘失效，影响了设备的正常运行，甚至引发严重事故。黄河上游某电站的GIS设备，２号发电机出口开关１１０２断路器气室，在运行巡检时发现该气室压力较往常略有降低，随即用检漏仪检漏，发现该气室的一个法兰面有一处气体泄漏点。由于该电站仅投产仅四年时间，密封老化可能性较小，便紧固漏气法兰螺栓。
2.3设备机械类型故障
GIS设备在生产制造过程中由于原材料材质不当或者材料的质量太差，存在质量隐患，在运行的过程中机械构件产生形变、断裂等，从而造成故障。在GIS设备现场安装的过程中，由于工作人员的不熟练，没有责任心，导致装配质量差，调试不佳，使设备在运行的过程中出现操作机构拒合、拒分、误动、部件损坏、打压频繁等故障。
3 GIS设备故障预防措施
3.1 GIS设备发热故障检测方法
3.1.1回路电阻测试法
回路电阻测试法又称“接触电阻测试法”，GIS回路电阻测试仪的工作原理是直流压降法，需要将待测GIS停电分离，见图6。对被测回路电阻施加额定的直流电流，根据其两端的压降计算出回路的电阻值[3]。但该检测方式只能在停电计划检修时进行，GIS停电检修将会导致停电范围的扩大，回路电阻测试不能满足带电检测的需求，一般作为辅助检测方式，用于新安装的GIS设备，检查GIS设备的安装质量和导电回路的完整性；以及对停电设备的检修，检测接触电阻的大小，确定发热点及发热原因.
3.1.2光纤布拉格光栅测温法
光纤布拉格光栅(fiber brag g grating，FBG)简称光纤光栅，是一段纤芯中具有折射率周期性变化结构的光纤，利用光纤的光敏特性制成。光纤光栅传感器的传感过程是通过外界参量对布拉格中心波长的调制来获取传感信息。通过空间周期性的强紫外激光照射使外界入射光子和纤芯里面的掺杂粒子相互作用，使纤芯形成折射率沿轴向非周期性或周期性分布的结构，从而形成空间相位光栅。
3.2严控设备现场安装与交接试验
GIS设备现场安装是产品安装的最后一道关键工序，现场安装质量的好坏直接决定产品运行可靠性的高低。首先要合理规划和控制好工程进度，避免与其他工程交叉进行。如果在土建工程和照明通风工程没有结束的情况下，为了赶工期而强行进行GIS设备安装工作，会使设备在安装过程中受到严重污染。其次保证现场清洁程度和环境温湿度，避免在安装过程中绝缘件受潮，外部的尘埃和杂物侵入设备内部。再次是加强安装人员技能培训和管控，防止安装人员不遵守工艺规程，导致安装存在漏装、错装、装配不到位的现象，例如屏蔽罩内部与导体间的间隙不均匀，会导致螺栓、垫圈出现没有装或紧固到位的情况。笔者经历过一次设备故障，就是由于在安装过程中安装人员没有紧固好吸附剂罩的螺丝，导致吸附剂金属罩直接掉到母线上，造成母线短路，幸运的是那段母线是空载，没有造成负荷损失。GIS设备现场交接试验是对现场安装质量的最终检查。很多GIS内部绝缘事故在很大程度上与设备安装质量密切相关，往往都是由于没有严格进行交接试验检查而发生的。
结束语
随着GIS设备在变电站的大量运用，电力企业对其全生命周期质量管控也要重视起来。不管是设备的设计过程、制造过程、安装和调试过程，还是在日常运维中，都要提高重视，以最大努力对设备的故障情况进行预防，保证设备安全稳定的运行。
参考文献
[1]杨凌志.GIS内隔离开关故障检测系统的研发[D].沈阳工程学院,2020.
[2]赵琳,叶丽雅,詹花茂,李志兵,段绍峰.GIS隔离开关特快速瞬态过电压试验重复击穿全过程仿真模型研究[J].高压电器,2020,56(11):130-138.
[3]汪路.GIS开关站典型故障分析及应对措施[J].电工技术,2020(14):30-31.
[4]苏文,过羿,廖军,阚泽,谢佳.一起500kVGIS隔离开关故障分析及处理[J].东北电力技术,2019,40(04):33-36.
[5]董俊虎,孟延辉,帅文,王立斌,李传.500kVGIS隔离开关放电故障原因分析[J].电工技术,2019(03):55-56+58.