GIS組合電器的大修及運(yùn)維淺析

張紹波

（中國石油吉林石化公司機(jī)動設(shè)備處，吉林吉林 132021）

0 引言

GIS（Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣開關(guān)裝置）組合電器，是將高壓供變電系統(tǒng)的隔離開關(guān)、斷路器、母線、接地刀閘、電壓互感器、電流互感器、避雷器、進(jìn)（出）線終端等設(shè)備及元件組合等封閉在金屬殼體內(nèi)，封閉室內(nèi)充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)而組成的成套高壓電器設(shè)備。因占地面積小、使用壽命長和維護(hù)方便等，在石化行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。公司現(xiàn)有12套（用于220 kV系統(tǒng)1套，66 kV系統(tǒng)11套），為企業(yè)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)供電提供了硬件保障。但因元件布局緊湊，電壓等級高，開關(guān)容量大，位置極其重要（主要用于總降變電所的進(jìn)線），故對日常運(yùn)行維護(hù)及檢修要求較高，以檢修中的問題為例，給出GIS組合電器的大修和運(yùn)維工作中應(yīng)注意的問題。

1 大修設(shè)備概況

此次分解大修的GIS組合電器是北京北開電氣股份有限公司的產(chǎn)品，型號為ZF4-110。于20世紀(jì)90年代末投用，檢修時已運(yùn)行16年。該設(shè)備采用液壓操動機(jī)構(gòu)，三相分箱式結(jié)構(gòu)，主要包括11組（因為是分箱式結(jié)構(gòu)，所以每組包括3個間隔）電氣間隔：2組進(jìn)線隔離刀間隔，2組進(jìn)線斷路器間隔，1組母聯(lián)斷路器間隔，2組主變壓器饋出斷路器間隔，2組電流互感器間隔，2組電壓互感器間隔。檢修內(nèi)容是逐個間隔分解檢查，更換損壞或有缺陷的部件，檢修液壓操動機(jī)構(gòu)。設(shè)備的整體外觀如圖1所示。

2 設(shè)備檢修情況

（1）人員準(zhǔn)備。施工單位配備項目經(jīng)理1名，電氣安裝人員6名，電氣試驗人員2名，起重人員1名，鉗工2名，力工5名，明確人員分工并進(jìn)行必要的安全、技術(shù)培訓(xùn)。

圖1 設(shè)備外觀

（2）物資及工機(jī)具準(zhǔn)備?，F(xiàn)場配備吊車、鉗工工作臺、安全防護(hù)用具、SF6回收設(shè)備和真空泵、SF6氣體回收鋼瓶、真空吸塵器、瓶裝SF6氣體、高純氮、微水檢測儀、SF6氣體檢漏儀、高壓耐壓試驗儀、直流電阻測量儀、交直流穩(wěn)壓電源、無水乙醇等。

（3）檢修現(xiàn)場環(huán)境準(zhǔn)備。清理現(xiàn)場雜物，做好現(xiàn)場防雨防塵，使現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境達(dá)到無垃圾、無灰塵、無臟污的干凈整潔的狀態(tài)，同時要做好現(xiàn)場的通風(fēng)。

3 檢修工作實(shí)施

3.1 SF6氣體回收

在設(shè)備分解前，將各封閉間隔室內(nèi)的SF6氣體及分解物用SF6氣體回收裝置回收到空瓶中并抽真空，然后用高純氮反復(fù)沖洗，開啟密封后，人員撤離現(xiàn)場30 min以上，同時現(xiàn)場進(jìn)行徹底通風(fēng)。

3.2 設(shè)備分解檢查及更換部件

完成上述工作后，分解各氣室，取出吸附劑，用真空吸塵器吸除零部件上的固態(tài)分解物，再用無水乙醇清洗金屬零部件及絕緣部件。

分解全部斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等封閉間隔室，檢查內(nèi)部盆式絕緣子、滅弧罩、絕緣拉桿等部件，更換缺陷部件，更換全部O形密封圈，更換吸附劑，調(diào)整開關(guān)分合閘位置。檢修發(fā)現(xiàn)3個問題。

（1）盆式絕緣子有放電痕跡，如圖2所示。這種放電的最主要原因是盆式絕緣子表面粗糙和存在雜質(zhì)以及含水量超標(biāo)。更換新的合格的盆式絕緣子，安裝時應(yīng)進(jìn)行表面處理。

（2）斷路器玻璃鋼滅弧罩損壞，如圖3所示。這種損壞主要是斷路器在分、合閘時產(chǎn)生的振動和沖擊引起的，應(yīng)增加其機(jī)械強(qiáng)度。更換新的玻璃鋼滅弧罩。

圖2 盆式絕緣子有放電痕跡

圖3 玻璃鋼滅弧罩損壞

圖4 絕緣拉桿損壞

（3）絕緣拉桿損壞4根，如圖4。這種現(xiàn)象主要在切斷大電流，特別是短路電流時，在電磁力作用下，在水平方向產(chǎn)生扭矩，導(dǎo)致連接部位撕裂。更換新的絕緣拉桿。

3.3 設(shè)備回裝、充氣

處理完各部部件后，將設(shè)備回裝、調(diào)試。抽真空合格后，充0.05 MPa高純氮，檢測濕度合格后再次抽真空，然后充0.05 MPa SF6氣體，檢漏、測濕度合格后充SF6氣體到額定值，重新測濕度并檢漏至合格。

3.4 檢修后測試

（1）回路電阻測量。GIS設(shè)備組裝完畢后，在元件調(diào)試之前，應(yīng)測試主回路電阻，以檢查主回路中的連接和觸頭接觸情況，并采用直流降壓法測量，測試電流≥100 A。測試電流可利用進(jìn)出線套管注入，當(dāng)測試回路各相長度相同時，測量的各相數(shù)據(jù)應(yīng)在三相平均值的±10%以內(nèi)。

（2）斷路器測試。測量斷路器的分、合閘時間及同期性；測量分、合閘線圈的絕緣電阻及直流電阻；試驗操動機(jī)構(gòu)的閉鎖性能；檢查操動機(jī)構(gòu)的防跳和防止非全相合閘輔助控制裝置的動作性能；做工頻耐壓試驗。

（3）隔離開關(guān)和接地開關(guān)。測量分、合時間，試驗操動機(jī)構(gòu)，測量輔助回路和控制回路絕緣電阻及工頻耐壓試驗。

（4）電流互感器。將GIS上所有電流互感器的二次繞組短路并接地，規(guī)定的試驗電壓加到每相導(dǎo)體和外殼之間，每次試驗一相，其他不需要試驗相，將導(dǎo)體與接地的外殼連接。

4 分解大修對今后日常運(yùn)維的啟示

GIS組合電器自20世紀(jì)90年代在國內(nèi)陸續(xù)使用以來，其優(yōu)良、可靠的性能已被用戶認(rèn)可，但目前大多已運(yùn)行超過15年，正處于故障高發(fā)期，所以日常運(yùn)行維護(hù)要引起特別重視。按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行維護(hù)主要包括巡視檢查、定期檢查和臨時性檢查，具體工作內(nèi)容在DL/T 603—1996《電氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程》中有詳細(xì)說明，本文不再贅述。通過分解大修發(fā)現(xiàn)，今后的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)做好5項工作。

（1）檢查氣體壓力，發(fā)現(xiàn)氣體壓力降低要及時補(bǔ)氣，嚴(yán)重時應(yīng)查明泄漏原因，及時消除漏點(diǎn)。這里不要用化工生產(chǎn)裝置中常用的“帶壓堵漏”方法消除漏點(diǎn)，因為采用該方法要打入大量的膠劑，在密閉的間隔內(nèi)產(chǎn)生不規(guī)則的凹凸面，極易產(chǎn)生放電，嚴(yán)重時導(dǎo)致整個密閉間隔內(nèi)的母線崩燒，這方面已有案例教訓(xùn)。

（2）加強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)的巡視檢查。東北的冬季氣候寒冷，易發(fā)生設(shè)備基礎(chǔ)凍脹，從而導(dǎo)致氣室間隔在盆式絕緣子連接處產(chǎn)生漏點(diǎn)，使氣體壓力急聚下降，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

（3）加強(qiáng)環(huán)境溫度控制。如果環(huán)境溫度變化過大和過快，勢必引起密閉間隔濕度加大，造成氣體含水超標(biāo)，導(dǎo)致事故。

（4）當(dāng)斷路器切斷短路電流后，應(yīng)進(jìn)行分解檢查后再投入運(yùn)行，上面滅弧罩和絕緣拉桿損壞現(xiàn)象應(yīng)是切斷大電流引起的。

（5）利用先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)施設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。據(jù)有關(guān)資料顯示，用超聲波局部放電法和超高頻局部放電法，能快速、精確地定位GIS組合電器的缺陷。

5 結(jié)語

GIS組合電器通常安裝在化工企業(yè)總降變電所的進(jìn)線位置，對整個企業(yè)的安全穩(wěn)定供電具有舉足輕重的地位，由于化工企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)，系統(tǒng)停電檢修的機(jī)會很少，因此做好運(yùn)行維護(hù)工作是極其重要的，必須及時發(fā)現(xiàn)微小缺陷，并盡快處理。