GIS常见故障及其处理

GIS常见故障及其处理
一、故障分类
GIS的常见故障可分为以下两大类。

（1）与常规设备性质相同的故障，如断路器操动机构的故障等。

（2） GIS的特有故障，如GIS绝缘系统的故障等。

这类故障的重大故障率为
0.1-0.2次/(所·年)。

一般认为，GIS的故障率比常规变电所低一个数量级，但GIS 事故后的平均停电检修时间则比常规变电所长。

运行经验表明，GIS设备的故障多发生在新设备投入运行的一年之内，以后趋于平稳。

二、常见特有故障
GIS的常见特有故障如下。

1、气体泄漏
气体泄漏是较为常见的故障，使GIS需要经常补气，严重者将造成GIS被迫停运。

2、水分含量高
SF6气体水分含量增高通常与SF6气体泄漏相联系。

因为泄漏的同时，外部的水汽也向GIS其室内渗透，致使SF6气体的含水量增高。

SF6气体水分含量高是引起绝缘子或其他绝缘件闪络的主要原因。

3、内部放电
运行经验表明，GIS内部不清洁、运输中的意外碰撞和绝缘件质量低劣等都可能引起GIS内部发生放电现象。

4、内部元件故障
GIS内部元件包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、避雷器、互感器、套管、母线等。

运行经验表明，其内部元件故障时有发生。

根据运行经验，各种元件的故障率如表所示。

注开关包括隔离开关和接地开关。

三、产生故障原因分析
（1）车间清洁度差。

GIS制造厂的制造车间清洁度差，特别是总装配车间，将属金属微粒、粉末和而其他杂物残留在GIS内部，留下隐患，导致故障。

（2）装配误差大。

在装配过程中，使一可动元件与固定元件发生摩擦，从而产生金属粉末和残屑并遗留在零件的隐蔽地方，在出厂前没有清理干净。

（3）不遵守工艺规程。

在GIS零件的装配过程中，不遵守工艺规程，存在把零件装错、漏装及装不到位的现象。

（4）制造厂选用的材料质量不合格。

当GIS存在上述缺陷时，在投入运行后，都可能导致GIS内部闪络、绝缘击穿、内部接地短路和导体过热等故障。

2、源于安装
（1）不遵守工艺规程。

安装人员在安装过程中不遵守工艺规程，金属件有划痕、凸凹不平之处未得到处理。

（2）现场清洁度差。

安装现场清洁度差，导致绝缘件受潮，被腐蚀；外部的尘埃、杂物等侵入GIS内部。

（3）装错、漏装。

安装人员在安装过程中有时会出现装错、漏装的现象。

例如屏蔽罩内部与导体之间的间隙不均匀；或没有装上去，及漏装；螺栓、垫圈没有装或紧固不紧。

（4）异物没有处理。

安装工作有时与其他工程交叉进行。

例如上建工程、照明工程、通风工程没有结束，为了赶工期，强行进行GIS设备的安装工作，可能造成异物存在于GIS中而没有处理。

有时甚至将工具遗留在GIS内部，留下隐患。

上述缺陷都可能导致GIS内部闪络、绝缘击穿、导体过热等故障。

3、源于设计
设计不合理或绝缘裕度较小，也是造成故障的原因之一。

例如，GIS中支撑绝缘子的使用场强是一个重要的设计参数。

目前，环氧树脂浇注绝缘子的使用场强可高达
6kV/mm而不致发生问题。

如果使用场强高达10kV/mm , 起初可能没有局部放电现象，但运行几年后就可能会击穿。

4、源于运行
在GIS运行中，由于操作不当也会引起故障。

例如将接地开关合到带电相上，如果故障电流很大，即使快速接地开关也会损坏。

在运行中，GIS可能受到雷电过电压、操作过电压等的作用。

雷电过电压往往使绝缘水平较低的元件内部发生闪络或放电。

隔离开关切合小电容电流引起的高频暂态过电压可能导致GIS对地（外壳）闪络。

据报道，加拿人安大略水电站的500KV GIS有4次闪络与隔离开关操作有关。

四、处理对策
1、选择质量好的产品
由上述，即使是国外产品也会发生事故或故障。

因此，应当选用质量好的制造长的产品，并进行严格检测。

2、选择素质好的施工单位
由上述，由于安装工艺不良引起的故障率也是较高的。

所以为减少故障率，应当选用管理水平高、工艺优秀的施工单位进行安装。

3、改进设计
在设计盆型绝缘子时，应尽量垂直安装；若平放时凸面应向上。

这样可以避免GIS 元件里的金属微粒、粉末聚集在盆型绝缘子底部。

4、严格进行出厂试验
包括试验时间和试验项目。

例如，盆型绝缘子的故障率高，制造厂应对其进行长时间耐压试验，在额定电压下持续加压1000h以上。

另外，对每个盆型绝缘子都要进行局部放电试验。

5、严格进行现场试验
现场试验包括交接试验和预防性试验。

根据国家标准GB501560-1991, GIS交接试验项目及要求如下。

（1）测量主回路的导电电阻。

测量值不应超过产品技术条件规定值的1.2倍。

（2）主回路的耐压试验。

主回路的耐压试验程序和方法，应按产品技术条件的规定进行，试验电压值为出厂试验电压的80%。

（3）密封性试验。

①采用灵敏度不低于lх10-6（体积比）的检漏仪对各气压室密封部位、管道接头等处进行检测时，检漏仪不应报警。

②采用收集法进行气体泄漏测量时，以24h的漏量换算，每一个气室年漏气率不
应大于1%。

值得注意的是测量应在GIS充气24h后进行。

（4）测量SF6气体微量水含量。

微量水含量的测量也应在GIS充气24h后进行，测量结果应符合如下规定：
①有电弧分解的隔室应小于150ppm (µL/L) ；
②无电弧分解的隔室应小于250ppm(µL/L) ；
（5）GIS内部各元件的试验。

对能分开的元件，应按《标准》进行相应试验，试验结果应符合规定的要求。

（6）GIS的操动试验。

当进行GIS的操动试验时，连锁与闭锁装置动作应准确可靠。

电动、气动或液压装置的操动试验，应按产品技术条件的规定进行。

（7）气体密度继电器、压力表和压力动作阀的校验。

气体密度继电器及压力动作阀的动作值，应符合产品技术条件的规定。

压力表指示值的误差及其变差，均应在产品相应等级的允许误差范围内。

6、认真进行日常巡视
GIS日常巡视的主要项目如下。

（1）断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关的位置指示器是否正常；闭锁位置是否正常。

（2）各种指示灯、信号灯的指示是否正常，加热器是否按规定投入或切除。

（3）对隔离开关、接地开关，可以以窥视孔中检查其触头接触是否正常。

（4）密度计、压力表的指示值是否正常。

（5）断路器、避雷器的指示动作次数是否正常。

（6）裸露在外面的母线，其温度计的指示是否正常。

（7）二次端子有没有发热现象，熔断器是否正常。

（8）在GIS设备附近有无异味、异声。

（9）设备有无漏气、漏油现象。

（10）所以阀门的开、闭位置是否正常，金属支架有无锈蚀；有无发热现象。

（11）可见的绝缘件，有无老化、剥落，有无裂纹现象。

（12）所有金属支架和保护罩，外壳有无油漆剥落的现象。

（13）SF6气体的分解物有无泄漏现象。

（14）接地端子有无发热现象，金属外壳的温度是否超过规定。

（15）所有设备的防护门是否关严、密封。

（16）所有照明、通风设备、防火器具是否完好。

（17）所有设备是否清洁、齐整、标志完善。

7、加强在线监测的研究
在线检测局部放电是GIS早期诊断的有效手段。

8、认真做好检修工作
GIS运行规程规定，GIS设备的小修周期一般为3-5 年，大修周期一般在8-10 年。

检修人员应熟悉检修项目、技术规程和检修工艺等。

检修的工艺流程框图如图所示。

9、常见故障处理方法
一、内部放电
1.设备内部绝缘放电
原因：
1)绝缘件表面破坏，绝缘件浇注时有杂质；
2)绝缘件环氧树脂有气泡，内部有气孔；
3)绝缘件表面没有清理干净；
4)吸附剂安装不对，粉尘粘在绝缘件上；
5)密封胶圈润滑硅脂油过多，温度高时融化掉在绝缘件上；
6)绝缘件受潮
7)气室内湿度过大，绝缘件表面腐蚀；
处理：
1)原材料进厂时严格控制质量
2)加工过程时控制工艺
3)零部件装配时清理清理
4)库房、过程管理，真空包装
2.主回路导体异常
原因：
1)导体表面有毛刺或凸起
2)导体表面没有擦拭干净
3)导体内部有杂质
4)导体端头过渡、连接部分倒角不好，导致电场不均匀；
5)屏蔽罩表面不光滑，对接口不齐；
6)螺栓表面不光滑
螺栓为内六角的，六角内毛刺关系不大，外表有毛刺时有害7)导线、母线断头堵头面放电，一般为球断头
处理：
1)控制尖角、磕碰、毛刺、划伤
2)清洁度
3.罐体内部异常
原因：
1)罐体内部有凸起，焊缝不均匀；
2)盆式绝缘子与法兰面接触部分不正常
3)罐体内没有清洁干净
4)运动部件运动时可能脱落粉尘；
处理：
1)认真清理，打磨焊缝；
2)增加运动部件运动试验次数，增加磨合200次
3)所有打开部件必须严格处理；
二、回路电阻异常
1.电阻过大、发热，固定接触面面积过大。

1)接触面不平整、凸起
2)接触面对口不平整、有凸起，接触不良
3)镀银面有局部腐蚀
4)螺栓紧固
对策：
1)打磨
2)涂防腐
3)按缩紧力矩要求把紧螺丝
2.插入式接触电阻大
1)触头弹簧装设不良；
2)插入式长度小，接触深度不够；
3)触头直径不合适，对接不好；
4)镀银腐蚀问题
3.导体本身电阻大
1)材质本身杂质超标；
2)焊接部分不均匀，有气孔
三、六氟化硫漏气
1.金属密封面表面有磕碰、划伤；
2.铸件针孔，损伤；
3.铝合金面时间长老化、腐蚀；
4.加工时表面擦出不足；
四、水分超标
1.吸附剂安装不对
2.橡胶、绝缘子的气室可能会有烃气，用露点法仪器检测时，烃气干扰，导致测量误差；
3.抽真空不足；
4.存在空腔；
5.保管不够，环境影响；
6.部件受潮；
对策：
1.运输、安装工艺
2.加吸附剂
3.抽真空尽量越低越好，国标133Pa，工业上用50%，67Pa；
4.阴雨天湿度大不允许安装；。