任宇璇
国网大同供电公司，山西大同037008
摘要：随着信息技术的不断发展与进步，促使GIS设备的不断创新。因此，GIS在其制造过程中会通过一系列的性能检测试验，进一步的确保了GIS的可靠性和安全性。但是SF6泄漏、导电过程中出现杂质等问题都会引起GIS设备的故障，由于GIS属于全密封结构，难以对故障进行有效的定位和检修。因此，必须要强化对GIS设备的监测和检查，便于及时发现异常问题，同时采取有效措施进行解决。
关键词：GIS设备；故障诊断；监测技术
引言
GIS是一种先进的高压电器配电装置。它主要是把母线、断路器、电流互感器、电压互感器、隔离开关、避雷器等经过优化设计有机地组合成一个整体，也叫高压配电装置。分析了GIS设备的故障诊断及监测技术。介绍了GIS设备的巡视检查、GIS内部故障定位监测、GIS的状态监测、GIS设备的检修规程等。
1GIS设备的巡视检查
SF6的压力：对SF6的压力控制十分重要，一般可以通过设置压力开关来对SF6的压力进行全面监测，或者利用压力表完成监测。如果SF6的压力出现异常，压力开关就会开启警报，从而有效地预防故障的出现。异常声音：对GIS设备的异常声音进行检查，一般会从电动机、压气机等装置发出的异常声音入手。如果金属罐的主回路当中发生局部放电异常的问题，就会传出SF6通过的声音。另外，当电流经过装置内的导体时会产生一定的电磁力从而引发微振动，也会传出异常声音。发热异味：当带电导体接触异常时，就会使附近金属罐发热。如果电动机、继电器等出现异味或发热问题，就需要对产生异味和发热位置进行检查。锈蚀：出现锈蚀则表明沾水，锈蚀问题或导致设备腐蚀、接触不良。一般容易出现锈蚀的重点部位包括金属罐法兰连接位置、暴露在外的连接导体等。其它结构：其它需要进行巡视检查的结构包括：组合电器当中的一些操作机构、弹簧挡圈是否出现损伤、连杆变形问题等。SF6全封闭电器中需要检查的结构有：压力表、外部连接导体、阀门等。
2GIS设备常见的故障与原因
（1）GIS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。（2）GIS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。（3）GIS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。此外，地基是变电站建设的基础。但是，现阶段在地基建设阶段存在着一系列有待解决的问题，使得其稳定性得不到保障。首先就是选址问题，选址问题直接关系着地基的整体质量。其次就是气候因素的影响问题，在地基建设阶段经常会碰到恶劣的天气情况，也直接关系着地基建设的质量。
3GIS内部故障定位监测
3.1常规的内部故障定位监测
GIS内部闪络故障可分为两类。一类发生在耐压试验中，另一类发生在运行的设备中。
这两类故障电弧特性差别很大。在耐压试验中，如果采用工频谐振装置，燃弧时间一般为微秒级。电弧能量等于被试段储存的能量。可按CU2计算，其中C为被试段电容值，U为击穿电压。对于500kV的GIS，一次击穿释放的电弧能量大约为20J／m。击穿对导体造成的损坏很小，目测检查十分困难。对于试验中的永久性故障，通常可采用声波监测法定位。
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。
4GIS的状态监测
状态监测包括定期和连续监测两个系统，其传感器、监测设备和方式不大一样。（1）定期监测在设备运行期间，每隔一段时间需要人为干预进行的监测。范围包括一般的监测（如六氟化硫密度监测）和需要线路停电的监测（即主回路阻抗监测）。（2）连续监测在整个设备使用期间都可采用该项技术而无需停电。数据可以用开关状态的任何迹象发出报警信号、远方询问或简单的信息。定期监测可以提供开关状态的许多有用数据，也有不足之处，对于设备突发性问题有可能会遗漏。连续监测可以避免这种情况，可以在远方监测而无需到变电站，这样就节省了大量的人力物力。对于GIS的可靠运行和维护检修而言，定期监测和连续监测是相辅相成的，特别是定期检查记录的数据，会有相当数量的作为设备状态的原始数据而纳入数据库，成为监视设备的基础数据。
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。
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