变电站GIS设备耐压局放问题处理与预防

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摘要：文章通过对110kV变电站gis设备耐压局放问题的产生原因、处理方法及预防措施进行分析，并且对GIS设备耐压局放的常见原因举以案例进行多方面的分析，从而为GIS设备耐压局放问题处理提供一定的参考依据。

关键词：GIS设备耐压局放；110kV变电站；质量把控

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）03-0116-03

GIS设备在电网中使用日益广泛，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机组合成一个整体。GIS设备具有占地面积小、受外部环境影响小、安全性高、使用性强、有良好的灭弧性、施工周期短等特点。目前，随着GIS设备的广泛使用，其质量问题也日益凸显，尤其局放耐压事故越来越多。本文就GIS设备耐压局放的原因、处理方法等进行了分析，并提出了预防措施。

1 GIS设备耐压局放产生的各类原因

目前，随着电力系统本身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高，GIS设备开始广泛应用，如何有效预防和控制GIS设备发生事故变得非常重要。由于GIS设备是密封的，如果发生事故，设备故障原因查找困难，维修费用也较高。GIS设备在制造、生产、安装等过程中均有许多因素会引发局放事故。

GIS设备中产生局放的原因主要有以下几点：运输过程中震动或撞击可能造成内部元件的移位和松动；在安装的过程中，往往出现密封不严、安装错位的现象；气室气体外泄或者有水分流入；用于设备的材料不合格，生产或者安装过程中有导电微粒保留在设备中；不遵守工艺的流程，设备安装错位或者安装不到位；连接电极表面处清理不彻底，电极表面有划伤、毛刺或安装电极不到位；设备运输到现场进行安装时，由于现场安装环境恶劣，导致粉尘或异物进入到GIS本体；外购的绝缘件等配件质量参差不齐；现场安装用的材料未严格把控，相关的安装用料清洁度不满足要求，导致GIS内腔残留异物。

2 GIS设备耐压局放案例分析

2.1 安装工艺质量控制不严

在设备的运行过程中，出现了耐压局放故障，出现故障之后相关工作人员对出现故障的原因进行查找，事故分析过程如下：因为石井旱线仍然带电，所以故障应该发生在#1和石井旱线之间的位置；通过数据查看C相短路峰值接近3kA；打开1034刀闸，对进线室进行绝缘电阻测试，A相为560MΩ，B相为540MΩ，C相仅为1.75MΩ，这表示#1与进线C相气室存在高阻接地故障。针对Ⅰ段母线和103开关之间的位置，进行SF6含量测试，结果发现其二氧化碳含量超标，在其他位置没有发现此类原因，故障区域已基本确定，打开进线室，发现盆式绝缘子烧焦。

依据上述案例进行具体分析：从拆下来的元件来看，故障是由绝缘子内部引起的，不是SF6气体直接击穿引起的，在常规情况下，烧焦位置应该在绝缘子和内凸缘的交汇点，但是此次事故是由绝缘子根部引起并对外壳放电，又因为事发当天有雷雨，查询当地雷电监测，发现变电站附近没有落雷记录，因此排除雷击事故；把绝缘子取下来，做绝缘试验以后发现绝缘子的电阻值还是原值，从而证明绝缘子不存在质量问题，根据上述分析，排除外部天气因素和绝缘子自身质量问题，结合烧焦的情况判定为潜伏在装置内的污染物和导电微粒改变了内部磁场，从而导致绝缘子向外部发电，导致了此次事故。

2.2 不遵守工艺的流程

某变电站GIS设备在运行的过程中发现电压约为正常电压的1/2，并且伴随异响，解体发现触头安装不达标，导致触头错位而产生局放。

2.3 元件质量缺陷

某变电站刀闸气室SF6气体压力过低，经检测发现是瓷套和胶圈老化导致连接法兰处发生气体泄漏。

3 GIS设备耐压局放的处理办法

对于变电站GIS设备耐压局放问题，一般采用以下几个方法处理：加强设备外购材料的选用和质量的把控；生产过程中要保证高度清洁度，避免灰尘微粒进入设备中；设备组装完毕后需经出厂耐压试验合格后方能出厂；安装过程要严格把关，遵守设备安装流程；运输或安装过程中避免设备发生碰撞、划伤等事故；设备现场组装完毕后要做耐压试验，合格后方能投入使用；现场安装要保证GIS内部清洁，气室密封面应该密封良好；加强设备运行中的日常检查、预警和定期维护工作。

4 GIS设备耐压局放的预防和处理措施

因为GIS设备强调高度密封性，且设备内部气体容易产生各类异物，维修不便利，所以GIS设备在选材、制造、安装、调试过程中要有严格的质量把控。在运输过程中碰撞、震动等原因都可能会造成GIS设备内部元件不同程度的损伤；运输到现场以后，安装时可能由于失误，如遗留异物在设备内部、安装不到位、电极表面处理不干净、残留毛刺、表面划伤等都有可能引起GIS设备绝缘事故。为了避免这些情况的发生，运输、安装等过程要严格按照相关标准及工序开展。

针对耐压击穿放电，生产阶段要特别注意绝缘件的品质，特别重要的元件要做特殊加工，以防出现同类质量问题。同时也要重点关注生产环境、安装现场清洁度、装配材料清洁度等。

设备出厂前，检验人员应对设备进行检验，并且保证设备的质量。如果发现问题应及时查找原因，并确定没有问题之后才能合格出厂。设备在变电站安装以后，还要进行现场耐压交接试验。根据数据显示，GIS事故有2/3都发生在没有进行耐压试验的设备上，北美地区的调查报告认为，GIS运行后头一年的事故率为4次/年，一年以后为0.1次/年，所以设备运行之前进行耐压试验是非常有必要的。特别是在运行第一年，工作人员要加强巡检，要着重关注隔离开关（根据数据显示隔离开关的故障率最高的），并且还要注意气室气体压力的变化检查是否密封完全，有没有特殊气味、声音、潮湿等现象。如果发现有上述现象，应当快速地对相应的部件或区域进行检查维修，避免造成重大事故的发生。

5 GIS设备质量保证措施

为了保证GIS设备的安全可靠，必须严格把控产品的质量。GIS设备可以通过以下措施来保证质量：着重技术管理，制定一系列设备管理维护等规范流程；聘请有关技术专家到有问题但供应商无法自行解决的现场进行维护和指导，使供应商进一步了解事故的原因和处理方法，从而避免反复发生事故；增强职工的责任心和安全理念，坚持做到出厂的每一个部件都是合格的；要经常做技术交流，对重大事故或者缺陷的处理，要有多个人员和事故方共同制定出有效且可行的安全措施和实施策略，并且要保证安全第一；安装设备以前要考虑好设备占地面积的大小，为了以后检修和日常维护的需要，要留有一定裕度，还要注意以后耐压试验的安全范围；要定期对设备进行维护保养，定期清理检查在设备安装中所存在的质量问题，排除引发各种事故的原因；在检修中，需要打开气室的，要严格回收气，然后用氮气冲洗，并且要保证室内通风，以确保人身安全。

6 结语

GIS设备因其技术特征，在未来的城市电网中将更加广泛地应用，其引发的质量问题也将日益增加，GIS设备质量的好坏将极大地影响电网的安全稳定运行。本文通过对GIS设备最常出现的耐压局放问题进行分析，讨论了问题产生的各种原因，并就相关原因提出了预防的措施，为GIS设备的质量把控提供了一定的参考。

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作者简介：曾伟东（1981-），男，广东河源人，供职于深圳供电局有限公司，硕士，研究方向：电力物资质量控制。