王平
山东电工电气日立高压开关有限公司 山东济南 250011
摘要：GIS不仅在高压超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。本文对组合电器（GIS）故障分析与处理方法进行了探讨分析。
关键词：组合电器（GIS）；故障分析；处理方法
引言：GIS( gas insulated substation)是气体绝缘全封闭组合电器的英文称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外売中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小。
（一）操作机构常见故障及处理措施
1、液压机构电机启动频繁，甚至发出油泵打压超时信号。
原因分析：液压油内有杂质，杂质卡在一级阀或二级阀的阀门处，导致开关机构泄压；液压油箱放油阀阀门没有关严或因电机启动打压震动导致阀门松动，高压油管泄压；工作缸活塞密封圈损坏，高压油漏向合闸腔。
处理措施：对液压油重新过滤；更换合格的新油；重新关紧阀门；检修工作缸，更换密封圈。
2、液压机构压力低于电机打压启动值，电机不启动。
原因分析：微动开关启动接点锈蚀导致卡涩，行程开关接点不通；电机打压启动值设置不符合厂家要求；电机烧损。
处理措施：更换锈蚀的微动触点；重新按照厂家说明书整定启停压力值；更换电机。
3、分合闸线圈烧损。
原因分析：频繁操作开关，导致分合闸线圈烧损。
处理措施：分合闸线圈按照短时带电设计，操作时，控制好分合闸的时间间隔。
4、氮气渗漏。
原因分析：氮气缸密封胶圈密封不严；氮气缸有沙眼。
处理措施：更换密封胶圈；更换氮气缸。
（二）母线支撑断裂故障
某室外布置的220 k V组合电器变电站，投运后运行人员经常能听见金属发出的清脆的“啪、啪”声，经详细查找，运行人员发现220 k V底部母线筒2个U型支撑完全断裂，2个支撑有一半裂纹，13个支撑向母线两侧端部倾斜。
1、母线筒支撑断裂原因分析
（1）组合电器处于室外，母线筒热胀是造成本次故障的直接原因。
（2）49 m长的母线仅设计3个调节波纹管。通过现场测量，波纹管间最近距离9 m，最远距离11 m。
（3）波纹管螺栓各侧螺丝拧死，波纹管起不到调节作用。
（4）U型支撑采用焊接工艺，母线热胀时产生的应力，全部作用在母线两端的U型支撑上，两个最端部的支撑受力最大，造成断裂。
（5）49 m长的底座工字钢间全部焊接，起不到热胀冷缩的调节作用。
（6）母线筒U型支撑内部没有支撑结构，导致支撑壁随着应力方向倾斜。
2、控制措施
（1）对支撑断裂的母线筒进行更换
（2）每条母线新增3个波纹管。
（3）调节波纹管内侧定位螺丝，留有3～5 mm的缝隙，并在外侧加装碟簧。
（4）支撑内部焊接4个三角形支撑。
（5）支撑底部圆孔沿母线方向改成长方形圆角孔。
（9）工字钢分段。
（三）母线隔离开关气室放电
1、故障分析
某变电站1号主变差动保护动作跳闸，经现场检查动作元件为差动速断动作、比率差动动作。
保护动作分析：
1号变差动保护高压侧电流取自111CT电流，保护录波显示故障开始为BC两相接地短路经60ms发展为三相接地短路。故障录波器1号变高压侧电流取自高压套管CT，事故发生时1号变进行操作，高压侧中性点地刀合闸位置，故障录波显示三相电流同相位且各为零序电流的三分之一。经分析认为:1号变套管CT各相所感受到的故障电流应为大地经中性点向各相的分流，因此1号变压器本体应无故障，故障处于111GIS组合电器CT至1号变高压套管间。
试验结果：
经与电科院专家沟通：110kV5母线5－9隔离开关气室分解物中SO2含量较高，可以初步判断该气室存在短路放电现象。
2、缺陷原因分析
支持绝缘子盆绝缘强度不够或绝缘子盆表面有杂物，造成在启动过程中放电，致使绝缘击穿。
3、防范及整改措施
现场对放电绝缘子盆两侧的观察孔进行了恢复。经与厂家沟通，答复在一周左右配件到货，然后进行更换。随后，该工区积极配合厂家，更换损坏部件、恢复、抽真空、充气、试验等后续工作，送电后恢复正常。
（四）电流互感器动静触头虚接产生电弧
1、缺陷描述
某变电站110kV4－9电流互感器在启动运行一段时间后，在启动10kV出线时，发现110kV4－9电流互感器内部有较大放电声。
2、缺陷查找过程
现场回收气体后，打开观察孔，用吸尘器清理放电后产生的少量金属氟化物进行清理，查找虚接部位。
3、缺陷原因分析
电流互感器在安装过程中没有与下方导电杆对正，致使导电杆向下位移。
4、防范及整改措施
该工区积极联系厂家配件到货，对其进行了更换，缺陷消除，送电成功。
（五）控制回路断线的查找与判断方法
以某一变电站刀闸控制回路为例，说明控制回路断线的查找与判断方法。该回路送电操作，该刀闸合闸时，发现刀闸不能合闸，分析、判断过程如下。
1、与该刀闸有关联的设备是否在正确位置检查该回路的开关、另一组母线刀闸、接地刀闸是否均在开位，无问题时执行以下判断。
2、联锁回路是否接通。因转换接点转换不到位的情况较为普遍，通常先判断联锁回路是否导通。判断有两个方法：电压法和电阻法。
（1）电压法判断
控制把手在合闸状态下，测量X3-9接点，对地是否有电压，如果有电压，说明前面的回路正常。依次测量X4-42、X2-64、X3-91、X4-91、X5-115端子排，发现哪个接点没有电压时，判断为该设备转换接点没转换到位。判断该设备位置正确，短接该接点后合闸操作。
（2）电阻法判断
将该刀闸交流、直流电源断开，用万用表电阻档测量X3-9至X5-115间是否导通，如果不通则说明有接点没到位，进一步判断X3-9至X4-91，直至判断出设备为止。
（3）机构内部故障
用万用表测量X3-9对地无电压，测量X3-5对地有电压，说明该刀闸机构内部存在问题。打开机构箱盖，检查行程开关是否卡涩。通过现场实际排查，行程开关卡涩占故障率的95%以上，偶见内部端子排松动。
如果以上判断均未发现问题，则需要检查电机是否烧损。操作中遇到过测量电机回路电阻时，发现电机电阻仅有10Ω左右，打开机构箱后发现内部进水锈蚀，电机转动受阻导致烧损的情况。
结语：本文主要对产生着故障的原因进行深入分析,并在现场进行GIS安装过程中该如何有效预防这些故障提出了针对性的措施。这对于提高GIS投运后的稳定运行具有一定现实意义,并对于提高GIS安装工艺质量,且在进行GIS安装中如何有效预防常见运行故障具有重要的推广意义。
参考文献：
[1]胡志明;;变电站GIS设备安装与调试的分析[J];广东科技;2016年24期
[2]谭彬彬;浅谈变电站电气施工中GIS设备的特点及安装要求[J];大众科技;2016年12期
[3]李旭;对变电站220kV GIS设备安装的探讨[J];科技资讯;2016年05期