李琳琳 徐朋北
中油电能供电公司变电检修部
摘 要：随着油田电网的快速发展，新型GIS设备以其独特的优势开始在电网中得到愈加普遍的应用。本文首先简要比较了GIS成套设备与常规电气设备的优点和缺点，并简要的论述了GIS设备状态检修的好处和GIS设备状态检修的常用方法。
关键词：GIS组合电器；特点；状态检修
1 前言
随着经济的高速发展，电力负荷急剧增长，电力用户对电网的运行可靠性要求越来越高。然而现有的户外式断路器和隔离开关由于老化以及本身缺陷等原因，逐渐无法满足用户越来越高的供电质量需求，再加上线路通道和土地资源愈加紧张，能够有效解决以上问题的新型 GIS设备以其独特的优势在电网中将得到普遍的应用。
本文首先简要比较了GIS成套设备与常规电气设备的优点和缺点。并简要的论述了GIS 设备状态检修的好处和GIS设备状态检修的常用方法。
2 GIS设备的特点
GIS 设备是气体绝缘全封闭组合开关电器的高压电器集合设备，以气体SF6为绝缘介质，将快速接地开关、隔离开关、断路器、电压电压互感器、母线、避雷器、电缆终端和进出线套管通过一定的方式组合成成套系统，通过液压/气动、弹簧机构操动等控制GIS 设备断路器的开关与闭合。
相当于传统的电气设备，GIS 成套设备具有下述的优点和缺点。
2.1 GIS组合电器的优点
（1）GIS组合电器体积小，占地面积少。通常情况下110kV及其以下电压等级GIS成套设备占地面积大概是普通设备的50%左右。因此，相对与传统的电气设备，使用GIS设备能大大节约用地，减少设备总体的投资费用。
（2）GIS组合电器的可靠性较高，受周围环境的影响较小。由于GIS设备内采用SF6气体作为绝缘气体，同时设备中的器件是全封闭的，设备中的元件与室外的烟雾、潮湿等环境隔离开来，受他们的影响非常小。由于设备外壳的存在，能屏蔽设备外辐射、电场干扰对内部元件的影响。此外，GIS 成套设备运行过程中产生的噪声也被外壳屏蔽了，噪声污染小。
（3）GIS组合电器的施工周期短。GIS成套设备的各个器件通用性强，器件的组装在生产车间完成，同时所有期间的组装在一个运输单元中，因此可以直接运输到施工现场安装，现场工作量比常规设备大大减少。
2.2 GIS组合电器的缺点
（1）GIS成套设备的期间封闭在密闭的金属罐内，一旦金属罐内元件发生故障，由于故障在金属箱内，故障很难被及时发现，并且故障的定位也非常困难。
（2）GIS组合电器内的器件结构比较紧凑，当某一个器件发生故障时，容易使相邻或者其他器件发生故障，造成故障范围扩大，进一步恶化设备的健康状态。
（3）GIS组合电器是由断路器、隔离开关等一系列期间在生产车间组装的，对于运行人员来说，GIS成套设备结构比较复杂，不易拆卸，发生故障之后，故障的定位比较困难，而且检修需要的时间比较长。
3 GIS组合电器的常见故障分析
3.1 SF6气体设备漏气
SF6气体设备漏气一般发生在GIS 成套设备的密封面和阀门连接处。密封面的漏气大多由于加工工艺或者加工质量问题不合格引起。这种问题通常不是单一环节的故障引起，而是由于多个环节中的问题共同引起。而且这种问题随着设备的使用年限的增加，其发生概率显著提高。
针对GIS 成套设备漏气问题，采取的处理措施为：
①加强对GIS组合电器的日常检查；
②对于可能发生漏气的GIS组合电器室，加强对设备室的检测；
③总结设备室漏气的规律，得到一些设备室漏气后如设备室气压等指标的变化规律，根据这些指标对设备漏气的初始阶段进行判断，以便尽早的发现故障。
3.2 GIS组合电器内部放电
由于设备制造工艺和质量等原因，在GIS组合电器内部存在悬浮电位，引起设备内部局部的电压强度变高，进而在设备内部产生电晕放电。此外，GIS组合电器中存在的金属杂质和绝缘子存在的气泡，都是产生电晕放电的潜在危险因素。
3.3 操作机构故障
操作机构内部齿轮发生故障，引起隔离开关或断路器不能断开或合上，但是另一侧的隔离开关或断路器仍然在正常工作，导致故障隐患。
4 GIS设备状态检修
GIS组合电器与常规电力设备相比，虽然具有体积小和运行安全可靠的特点，但是由于其结构复杂，对质量要求高，一旦GIS 成套设备内部某个元件故障，就有可能引起其他元件发生故障，进而导致整个GIS设备不能正常工作的严重故障。因此，GIS组合电器的状态监测与状态检修是一项十分迫切和重要的工作。
状态检修是采用传感器和测量手段对反映GIS运行状态的物理量和化学量进行检测。根据这些监测量判断设备的运行状态、健康状态，并且初步判断设备的可能故障。在此基础上制定GIS组合电器的检修计划和检修项目。
4.1 GIS组合电器状态检修的优点
传统的GIS组合电器的检修存在许多缺点，如检修工作频繁，检修工作安排不当可能造成设备的强迫停运，打乱电网的正常安全稳定运行；存在维修工作不足造成局部的故障不能完全排除或者维修过剩造成故障的进一步恶化；维修工作比较盲目，存在可能部分的维修是按照经验制定。由于GIS组合电器的状态检修是简历在设备性能和健康状态的监测与诊断的基础上，因此相对于传统检修，其具有以下优点：
（1）GIS设备状态检修能提高其安全性。由于状态检修能够及时发现设备中存在的潜在故障和危险，指导检修工作人员及时的安装检修工作以排除故障，提高了GIS 成套设备的运行安全性，重点是其“潜在”故障和危险。
（2）GIS设备状态检修能提高其可用率。状态检修避免了检修工作的频繁，降低了由于强迫停运的事故检修的概率和次数，因此提高了GIS组合电器的可用率。
（3）GIS 设备状态检修减少了其维修时间和费用，并提高了设备的使用年限。
4.2 GIS组合电器状态检修的常用方法
GIS组合电器状态检修的核心在于及时准确的判断的设备的健康状态，因此需要首先研究设备各种运行状态下的监测信息的状态判据。相比户外SF6断路器以及隔离开关的状态检修，GIS组合电器由于其密封的性质，判断设备状况更加困难，需要的技术手段更加复杂。因此，相关检修单位要面对下列“常用方法”的学习与掌握：
（1）单一分析方法。这类方法主要侧重对设备某一确定状态的检修，如基于油色谱分析、神经网络和模糊理论的故障状态检修方法。
（2）基于多状态信息的综合分析方法。这类方法主要通过对GIS组合电器的多种物理量和状态量信息的监测，采用证据理论等方法将多种状态参数进行综合，进而判断设备的状态信息。
（3）基于 Internet和地理信息系统等计算机技术的实时在线监测的检修方法。
5 结语
由于GIS组合电器密封的特殊性，在保持难以受损、使用年限久的优点的同时，也带来了维护时间长，无法快速处理缺陷的问题。因此，主动的把关GIS质量，及时在投运前发现并消除故障隐患，尤其是人为因素造成的缺陷显得相当重要。验收人员及单位应更重视此项工作，条件允许的情况下，应尽量多安排人员到安装现场进行技术监管，不但可以监督提高设备质量，同时也是对检修运行人员培训的机会。
作者简介：
李琳琳(1987-)，男，籍贯吉林省扶余县，大学本科，工程师,研究方向变电检修技术。
徐朋北(1988-)，男，籍贯湖北省浠水县，大学本科，工程师,研究方向技术发明与技术创新，既定经验规范理论规律化。