侯小琳
国网山西省电力公司技能培训中心，山西 大同 037000
摘要：随着科学和技术的不断创新，许多新的电力技术取得了突破性的进展,并发挥重要作用在提高电力系统的运行效率和安全。GIS设备在电力行业的应用和推广是最重要的，并取得了显著的效果，但GIS设备在实际应用中往往失败，给企业的生产经营活动带来了巨大的负面影响。
关键词：GIS设备；故障诊断；监测技术
引言
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。
1GIS设备常见的故障与原因
1.1GIS设备常见的故障
通常情况下，电压等级越高,越省地,辐射越小,越环保,所以现阶段GIS变电站受到了社会各界越来越多的关注与使用。但GIS设备也有着一系列的劣势，比如说成本较高、故障出现概率较大、维修时间较长、干扰影响较大等。根据相关实际的情况可以清楚地了解，断路器以及互感设备这两部分极为容易出现故障。断路器直接就会导致分闸动作不能顺利进行，从而引起大量的故障产生。而互感设备则极为有可能出现一定的电流偏差，从而导致数据结果不准确。
1.2GIS设备故障的原因
断路器分闸动作不能完成的主要原因是：合闸没有进行必要的电能、控制回路，使得弹簧部件不能合闸，并在六氟化硫的压力中下降，从而不能正常地进行合闸动作。互感设备故障则是由于其屏蔽罩与外壳连接，外壳是通过六氟化硫绝缘处理，并未形成回路，连接松动就会出现两侧同时连接，导致互感器的数值出现变化。根据实际的一些状况可知，此问题的存在大多数都是因为零件规格偏差所引起的，也极为有可能是安装环节不符合相关规范所造成的。
1.3GIS设备故障的检修难度
GIS设备是除了变压器以外，其他设备都集中安装到有压力的六氟化硫气体的金属密闭罐内。一旦出现故障就会出现严重的后果，但其由于空间有限，罐体长度长，所以不能很好地进行检测，也不能及时找出故障，清理工作的难度也较大，以至于设备故障问题不能及时完善。严重的故障还会造成工作人员窒息，直接影响工作人员的人身安全。
2GIS设备的故障检修
2.1断路器的检修
经过诊断之后确定断路器存在故障，工作人员要先处理电源。首先保障电源充足电量，否则将会影响到分闸作业。其次，检查人员负责检修断路器电源，确保电源处于断开状态。随后再检查熔丝运行状态，如果断路器处在空开状态下，便可以试合空开；如果检查发现熔丝断裂，就要更换熔丝。检查之后判断回路是否存在故障，由专业检修人员负责回路故障的排查，如果SF6小于警戒值，那么所形成的压强过小无法维持分合闸运行，这时要及时切断断路器电源，并且将操作机构关闭，机构上方设置标志，及时通过工作人员进行维修。再次，维修过程中断路器可能会出现分合闸故障，通过分析之后确定不能维持分闸动作，且断路器电源处于空开状态，这时要及时终端重合闸运行，考虑采用母联串代的方式替换断路器连接的母线，随后再将故障断路器中断展开维修。最后，检修过程中如果合闸操作无法完成，工作人员要将电源中断，重新合闸之后进行检修。
2.2SF6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。
2.3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。
3GIS设备的内部故障定位监测
3.1常规监测
GIS内部故障问题主要出现在耐压试验和运行设备当中。这两种故障问题的电弧特性具有显著的差异。在进行耐压试验时，击穿不会对导体产生较大损伤，但是目测检查具有一定的难度，一般需要通过声波监测法进行准确的定位。
3.2新型监测
高频法：超高频法主要是接受GIS在进行放电时产生的电磁波，从而起到监测局部放电的作用。此方法适用于高压力的SF6当中，一般局部放电的产生范围较小，所以击穿时间很短。GIS当中的同轴结构可以起到波导作用，使得电磁波被有效地进行传播。应用超高频法还可以避免信号干扰，增强放电监测的信噪比。外壳振动法：因为GIS电极不平整，还有部分零部件存在着工艺上的问题，受到在电场作用的影响，漂浮击穿使其外壳产生振动，而内部放电导致的外壳振动会随着放电强度产生相应的变化。局部放电和振动信号之间的差异性在于导电材料和放电源的不一致，因此放电强度造成的振动也有所不同。GIS故障定位器：故障定位器能够在耐压期间对短路间隔进行精准的判断，发生短路的间隔，减少检修周期，有效地促进了工作效率的提升，还可以降低对GIS的损坏。定位器的设计原理主要是在组合电器出现短路问题时，由短路电弧引起的冲击波会使GIS外壳发生振动，从而引发其金属外壳和绝缘子交界面出现波反射，高频分量会出现严重衰减。GIS内部放电监测仪：因为GIS存在制造和安装上的一系列问题，因此在其腔内可能会存在一定的金属导电微粒，必须要利用局部放电信号才可以进行有效地采集。为了保证采集信号的精准度，需要确保采集软件每个半波都达到门坎电压信号。应用此种方法可以有效地排除干扰，确保监测的准确性。脉冲电流频度的数字测量：此方法主要应用局部放电所产生的相位特征，然后应用相位选择，对各脉冲电流进行分离，再通过不平衡法得到相关指数，从而得到脉冲电流的具体个数，再进行比较分析，最终确定放电相别和实际严重程度。
结语
随着近年来GIS设备的应用范围不断扩大，供电企业开始加大了对GlS设备的重视程度。但是电力设备在应用期间难免会出现故障问题，尤其是GIS设备的故障会对整个电力系统的运行产生不良影响，因此供电企业必须要加强GIS设备故障诊断和监测技术的水平和效率，确保电力系统的稳定安全运行。
参考文献
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