变电站GIS设备的故障诊断及检修分析

变电站GIS设备的故障诊断及检修分析
摘要：随着社会科学技术的不断革新，GIS设备在变电站的运行过程中发挥着至
关重要的作用，但是，变电站中的GIS设备所出现的故障问题也是变电运行过程
中面临的难题。

因此，要对变电站中GIS设备上存在的问题进行有效的解决，实
现变电站中的GIS设备安全、正常、高效运转，是促进电力行业可持续发展的重
要内容。

本文对变电站GIS设备的故障诊断及检修分析进行了探讨。

关键词：变电站；GIS设备；故障诊断；检修措施
GIS设备在使用过程中，相关部门需要对设备产生的故障与检修加以重视，确保设备的正常
运行。

同时，故障诊断和检修也是电网系统至关重要的环节，检修人员需要认真检查GIS设
备故障产生的原因，然后需要根据出现的故障进行检修，相关部门需要加强培养检修人员的
专业能力，提升其检修水平。

1变电站GIS设备的故障分析
1.1断路器的故障
断路器的故障一般是由于断路器中的机械故障及控制回路发生问题等影响到分合闸动作
无法正常完成。

再细致探究，出现此现象的主要原因如下：断路器机构卡死、储能的弹簧操
作机构调整不当、液压操作机构出现泄漏；储能电机电源回路不通也有可能造成分合闸动作
无法正常完成及控制回路的辅助接点接触不良导致分合闸无法完成；例如由于GIS设备腔体
内因六氟化硫气压下降，气压达不到规定值，进入闭锁状态，无法分合，致使断路器无法正
常动作；控制回路的空气开关跳闸或熔丝熔断，若空开未跳闸或熔丝未熔断，则说明控制回
路有断线或虚接也会造成无法分合闸；合闸的弹簧弹性势能没有足够大或蓄能不足时，也会
造成合闸的动作难以完成等等问题。

1.2 SF6气体泄露
GIS设备中会大量用到SF6气体，它是一种惰性气体，无色、无味、无毒，密度大于空
气的气体。

GIS设备就是气体绝缘全封闭组合电气，它是由断路器、隔离开关、互感器、避
雷器、母线、连接件和出线终端等设备组成，这些设备全部封闭在金属接地的外壳中，其内
部充有一定压力的SF6绝缘气体。

SF6气体在一定高温的分解下，会出现一定量的有害分解物，防护不当时可能会损害人体健康。

SF6气体泄漏一般是由于密封性出现问题而导致泄漏。

如焊接时电流过大，焊缝烧开或由于较大的局部应力，焊缝炸裂；GIS金属外壳沙眼漏气，
铸造外壳时，存在杂质或气泡，在应力作用下逐渐产生裂痕；法兰结合面也会产生漏气现象，法兰面加工精度粗糙，密封垫的老化，密封垫圈安放位置并没有垂直于法兰面，结果槽内上
下垫圈压缩量不同；GIS的盆式绝缘子和罐体法兰由于温度变化而伸缩量不同，这些都会导
致漏气。

还有一些其他原因使SF6气体泄漏，GIS 设备当中密封位置与管路之间的连接位置
还有焊接点出现故障。

1.3互感设备有偏差
GIS互感器设备在使用过程中会发生所测电流数值不准确的情况。

在GIS投入工作中，要想正常运行，就只有保证互感器开关与屏蔽罩接近位置接触到金属外壳，另一端与金属外壳
之间处于绝缘下，并不能产生回路。

多次使用设备，GIS设备必须分分合合，产生的震动使
绝缘端发生松动现象，使绝缘端与外壳发生连接现象。

闭合回路的条件无法达到。

若绝缘端
与金属外壳连接成了闭合回路，根据物理原理，产生的感应磁通量就因互感器上二次绕组，
会在屏蔽罩内生成反向电流，电流相抵消，因此测量值与实际值产生了偏差。

2变电站GIS设备故障诊断及检修的措施
2.1 GIS断路器异常及故障处理方法
2.1.1 GIS断路器拒合闸处理
首先是GIS断路器出现操作电源断电情况，出现这种情况，工作人员应对操作电源进行
仔细检查，主要是空开和熔丝等情况。

如发生上述情况，可采取的措施是合空开和更换熔丝，同时也应对汇控柜内的开关进行调控，保证其在合适的位置。

其次是控制回路异常，出现这
类问题，应对控制回路中故障频发的区域进行检查，如同期回路、控制开关等。

若出现的是
次回路问题，这类问题的专业性很强，通常需要专业人士进行处理。

再次是GIS断路器的弹
簧机构储能不足，这类情况主要检查是否是电源出现问题，若是机构自身问题，则反馈给专
业人员进行处理。

接下来是GIS断路器开关问题，这是由于SF6压力降低导致的开关闭锁。

出现这类问题，工作人员应及时断开断路和操作电源空开，并停止重合闸的使用，同时通知
专业人员进行后续处理。

最后是断路器投运问题，这类问题是由于断路器故障导致的断路器
未能投运。

出现这类问题，工作人员应及时断开断路器的两侧隔离开关，并通知专业人员进
行处理。

2.1.2 GIS断路器拒分闸处理
这种GIS 断路器拒分闸故障处理大致可包括以下3 种：首先是分闸电源断电问题，工作
人员应及时对断路器操作电源的空开或熔丝情况进行检查，如发生这类问题，工作人员可进
行合空开以及更换熔丝等操作，并保证汇控柜内的开关在合适的位置。

其次是控制回路、弹
簧机构储能、GIS 断路器开关和断路器辅助接点故障，出现这四类故障后，首先确定故障原因，再通知相关专业人员进行后续处理。

最后是故障造成断路器分闸异常的问题，出现这类
情况可采用母联串代故障断路器，这种断路器在保证整个GIS 组合电器设备正常运行的前提
下切断隔离故障断路器，并对故障断路器进行故障原因检查，再反馈给相关专业人员进行处理。

2.2互感器故障的诊断与检修
GIS 设备互感器出现故障的几率比较小，但是也不能排除这方面的问题。

假如互感器出
现故障，一般不会表现出明显的现象，需要工作人员进行细致的排查，互感器的故障诊断与
检修工作是一个难度较高的任务。

如果怀疑互感器出现故障，可以根据图纸测定特定区段，
并结合监测装置的辅助确定故障位置。

假如发现互感器确实出现故障，要及时更换设备，并
保证更换设备与原设备的型号一致。

在更换过程中，工作人员需要对测定的各项数据进行统计，并严格按照操作手册完成每一项操作步骤，先做好设备接地工作，再依次完成其他工作。

2.3 SF6故障处理方法
SF6 气体降低故障处理主要分为两类：一种是SF6 气体降低至报警值时，工作人员应及
时反馈，等待专业人员进行补气作业。

另一种是SF6 气体降低到闭锁值，如出现这类问题，
工作人员应先断开操作电源，再锁死操动机构，同时通知检修部门进行处理。

2.4 GIS设备的日常维护、监测和检修
GIS 设备运行过程中，故障多发生在投入运行的第一年，因此需要在GIS 设备投入运行后要做好日常护理、检测和维修工作。

在日常巡视过程中，需要对关键元件的位置指示器、闭
锁装置及触头接触等处进行严格检测，同时还要检查各信号灯、指示灯、密度计和压力表的
指标是否保持正常的状态。

察看GIS设备是否存在漏油、漏气、发热、绝缘老化及金属件锈
蚀等现象。

利用在线监测装置来有效的监测GIS 设备愉部的运行情况，利用局部放电进行早
期诊断，及时排除故障。

对于运行中的GIS设备，需要在运行三至五年时进行一次小修，主要是对压力表和温度计进行检验，更换液压油、不良紧固件、SF6气体、吸附剂等，测量导电回路接触电路。

而大修周期通常以八至十年为宜，对一些磨损件、导电触头、绝缘件及密封环进行更换，清除气室内SF6 分解物及一些粉末及微粒等。

总之，在对GIS变电站的典型故障做到掌握了解的基础上，变电运行人员必须对可能发生的故障采取針对性运维措施，但是仍然远远不够，需要追根溯源综合管理，提升整体设备质量、加强出厂管理及施工管控、完善检修策略定期大修维护，才能充分发挥GIS 设备可靠的本质。

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