變電站GIS設(shè)備的故障診斷與維護

王曦

摘要：在供電企業(yè)中，GIS設(shè)備主要是指六氟化硫封閉式組合電器，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等進行優(yōu)化設(shè)計組成一個整體。因此GIS設(shè)備對于電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設(shè)備;故障;診斷技術(shù)

1 GIS設(shè)備存在的缺陷

1.1內(nèi)部傳動系統(tǒng)存在的缺陷

其一，傳動系統(tǒng)自身會存在一定的缺陷，傳動件的制作材料容易發(fā)生氧化反應，而且材料的脆性非常大，容易產(chǎn)生碎裂的問題，而且其抗疲勞性非常的差，在連接件使用的過程中，容易導致各類設(shè)備的使用年限的降低。其二，傳動件對密封容器產(chǎn)生的影響非常大，會導致自身的動靜接頭之間的滅弧能力非常的差。其三，傳動系統(tǒng)自身的電氣性能存在一定的局限性，這就導致了電氣性能不能在實際上滿足人們的需求，人們需求日益增長，產(chǎn)生的負荷非常大。在熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性能上，不能滿足設(shè)備的運行需求。其四，傳動件的外部接觸件不能良好的接觸在一起，在各類部件接觸的過程中，接頭會出現(xiàn)發(fā)熱的情況。在這些缺陷出現(xiàn)后，會導致設(shè)備不能正常的運行，對電網(wǎng)的運行產(chǎn)生的消極影響非常大。

1.2密封系統(tǒng)存在的缺陷

其一，設(shè)備在運行的過程中，自身會存在一定的缺陷，在設(shè)備運行了一段時間后，密封容器中的氣壓會出現(xiàn)下降的情況。其二，設(shè)備焊接的部位會出現(xiàn)不牢固的情況，會導致設(shè)備的密封性能比較差。其三，設(shè)備SF6在運行的過程中，會出現(xiàn)閥門閥芯泄露的問題。其四，SF6繼電器在長期的使用后，會出現(xiàn)老化的情況，導致SF6氣體出現(xiàn)泄露的問題。SF6的連接管道在受到壓力后會導致管道的變形和開裂。

2 GIS設(shè)備發(fā)生故障帶來的負面影響

GIS設(shè)備故障將對整個電力系統(tǒng)的正常運行帶來很大的負面影響，體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，影響電力系統(tǒng)的正常運行，在電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，GIS設(shè)備，如果GIS設(shè)備故障將導致嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行，甚至導致整個網(wǎng)絡(luò)的故障，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。二是制約企業(yè)正常生產(chǎn)活動。目前，我國許多變電站和電站普遍采用GIS設(shè)備，使GIS設(shè)備的沖擊和破壞范圍更具破壞性。第三，增加企業(yè)成本，在電力行業(yè)GIS設(shè)備的發(fā)展中占有非常重要的地位，因此，GIS設(shè)備發(fā)生故障時，供電企業(yè)必須由專業(yè)技術(shù)人員的安全和及時的維護，這將需要增加后期的維護成本。

3 GIS設(shè)備故障的診斷技術(shù)分析

3.1綜合設(shè)計，制定科學合理的診斷方案

GIS設(shè)備故障診斷工作的開展離不開科學合理的診斷方案，因此供電企業(yè)應綜合考慮各方面的影響因素，從而確保GIS設(shè)備故障診斷方案的科學性、可行性以及經(jīng)濟性。供電企業(yè)在制定GIS設(shè)備故障診斷方案時可以從以下幾個方面著手：第一，耐壓試驗技術(shù)，這主要應用在GIS設(shè)備安裝之前的質(zhì)量監(jiān)測環(huán)節(jié)，對GIS設(shè)備進行耐壓試驗可以保證GIS設(shè)備在運輸和安裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量水平。第二，放電檢測技術(shù)，GIS設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)放電的情況會造成一定程度的絕緣損壞，進而引發(fā)GIS設(shè)備故障，因此供電企業(yè)應高度重視GIS設(shè)備內(nèi)部放電現(xiàn)象，通過應用放電檢測技術(shù)來確保設(shè)備的絕緣性能，進而可以對GIS設(shè)備故障進行準確的診斷。第三，采用科學的診斷模式，供電企業(yè)應根據(jù)GIS設(shè)備的實際情況來選擇最佳的故障診斷模式，這樣不僅可以提高GIS設(shè)備故障診斷工作的效率，而且還可以通過故障檢測算法和分析決策算法來提高GIS設(shè)備故障診斷的精確性。第四，強化GIS設(shè)備的現(xiàn)象觀察，這主要是工作人員應密切觀察GIS設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的各種狀況，例如出現(xiàn)冒煙、產(chǎn)生焦味以及噪音過大等情況，這樣技術(shù)人員可以根據(jù)這些具體的現(xiàn)象來對GIS設(shè)備故障進行一個大致的判斷，進而可以縮小故障位置鎖定的范圍，從而提高GIS設(shè)備故障排除工作的效率。

3.2 GIS內(nèi)部局部放電的監(jiān)測

設(shè)備在運行的過程中，會產(chǎn)生金屬顆粒，不同形狀的金屬顆粒加工的零部件也會產(chǎn)生很大的差別，在運輸?shù)倪\行的過程中，其結(jié)構(gòu)非常的復雜，如果電場達到了一定的強度，金屬絲就會發(fā)生到處游走的情況。如果電場的強度繼續(xù)上升，金屬絲的游走范圍會更廣。如果金屬絲落到設(shè)備的底部，就會導致局部放電情況的產(chǎn)生，如果電場進一步的增強，金屬絲會產(chǎn)生大量的氣體的間隙。所以，在實際的運行中，可以采用光學法，這種方法在使用的過程中，采用光纖的方式進行設(shè)備的檢測。在對機械的局部放電進行分析的過程中，可以采用壓電式加速度傳感器的方式，這種傳感器的自振頻率非常的高，也可以采用超聲傳感器的方式，可以實現(xiàn)較高的頻率。在采用機械法的方式，可以在一定程度上提高電磁的抗干擾能力，而且機械的噪聲干擾非常差，而且加速度的傳感器的效果最差。超聲法可以在局部的放電量的測試中使用，其靈敏度比較高。另外，電學法也可以實現(xiàn)局部放電的監(jiān)測，在使用的過程中，可以采用頻帶寬度不同的方式。在使用外殼電位法的過程中，采用小尺寸電容屏的方式，結(jié)構(gòu)原理也非常的清晰。在采用電磁波法的方式中，采用合適的天線的類型，這類天線的尺寸較大。監(jiān)測儀實現(xiàn)了長期的自動化的監(jiān)測，這種方式在自動化中得到了廣泛的使用，但是價格非常昂貴。

3.3GIS設(shè)備導電連接部分發(fā)熱的監(jiān)測

接頭接觸不良和絕緣性能不良都會導致設(shè)備出現(xiàn)局部放電的情況，由于接頭不能良好的接觸，就會導致閃絡(luò)問題的產(chǎn)生。GIS設(shè)備由于內(nèi)部導電性能比較差，就會導致接觸設(shè)備的表面出現(xiàn)氧化的問題，觸頭的溫度過高，就會導致觸頭發(fā)生熔化的問題，在觸頭之間由于高溫的原因就會導致電弧不能及時的吹斷，氣體間就會被電弧擊穿，導致設(shè)備發(fā)生各類故障。觸頭如果不能良好的接觸，就會導致絕緣件的溫度過高，直接導致絕緣件發(fā)生老化的問題。GIS設(shè)備在導電的過程中會形成一定的缺陷，而且觸頭常常出現(xiàn)接觸不良的問題，在設(shè)備運行中會產(chǎn)生各類威脅，所以應該采用合適的方法進行監(jiān)控。在進行震蕩回路實驗的過程中，會出現(xiàn)接觸不良的問題。物體的溫度一般高于零度，而且原子和分子隨著設(shè)備的運行，會產(chǎn)生放熱的情況，熱能會轉(zhuǎn)化成電能，在設(shè)備內(nèi)部會產(chǎn)生熱輻射。而且物體之間的溫度存在很大的差異，所以，其輻射出的能量不同。

3.4多元陣列探測器

與電視成像的原理具有一定的相關(guān)性，在紅外成像的過程中，其中一個很重要的因素就是有大量的像素，從而確保圖像非常的清晰。在實現(xiàn)這一問題中，要采用紅外探測器的方式，要對設(shè)備采用二維掃描的方式進行，如果探測器的單元的數(shù)量不足，就會導致掃描的速度非常低，導致在進行紅外掃描的過程中，成像的環(huán)節(jié)非常的復雜，在使用的過程中非常復雜。如果在采用探測器的過程中，可以在探測器上形成較多的敏感元，從而可以使掃描的速度大為提升，而且探測器的結(jié)構(gòu)比較簡單。也可以采用綜合多元器件的方式，從而在紅外成像系統(tǒng)中就能取消掃描的結(jié)構(gòu)，使分辨率得到大大的提升。而且在使用的過程中，探測器的結(jié)構(gòu)也不復雜，可靠性能得到保障。但是，隨著單元數(shù)的數(shù)量的上升，也會導致大量的線路的產(chǎn)生，在進行信息處理的過程中存在很大的困難。

4結(jié)論

本文在對不同種類的傳感器的GIS設(shè)備的運行狀態(tài)進行檢測的過程中，要采用物理量和化學的方式進行，設(shè)備結(jié)合在線和離線結(jié)合的方式進行檢測，從而對設(shè)備運行的穩(wěn)定情況進行分析，從而確保設(shè)備更加穩(wěn)定的運行。在對設(shè)備進行狀態(tài)檢測的過程中，還能有效的預防各類缺陷的產(chǎn)生。

參考文獻：

[1] ?毛文奇，吳水鋒，謝國勝，段肖力，黃海波，葉會生，謝耀恒.GIS設(shè)備局部放電帶電檢測技術(shù)應用綜述[J].湖南電力，2016，（02）：9-13.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）