GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及狀態(tài)檢修

田小龍 殷彥增 宋超

摘要：根據(jù)2019年相關(guān)數(shù)據(jù)，全球高壓氣體絕緣開關(guān)市場中72～550kV規(guī)格設(shè)備約占86%，占亞太地區(qū)高壓氣體絕緣開關(guān)市場約55%份額。GIS以其高安全性、占地面積小、基本不受大氣條件影響等優(yōu)點受到青睞。目前，我國GIS設(shè)備使用年限的高斯分布均數(shù)已到達(dá)缺陷高峰階段，GIS檢修的項目策劃側(cè)重點及運行狀態(tài)分析尤為重要。本文分析了GIS技術(shù)的作用、功能，然后主要就電力系統(tǒng)管理中GIS技術(shù)的應(yīng)用提出了部分探討性建議。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備;電力系統(tǒng);狀態(tài)檢修

1 引言

人類對電能的依賴越來越大，各行各業(yè)都缺少不了電。目前，在國際大都市、大中城市及人口密集的地區(qū)，寸土如金，電力的發(fā)展，為了保證充足、可靠的電力供應(yīng)，也需要建設(shè)變電站的土地。所以勢必既有占地問題，又有對環(huán)境保護等許多方面的要求，如防火、防噪音、防污染、防無線電干擾、美化環(huán)境等。若都要滿足這些新的要求，傳統(tǒng)的絕緣油介質(zhì)的電氣設(shè)備已經(jīng)不能滿足了，而應(yīng)該采用無油化、組合化、小型化的電氣成套設(shè)備。由于SF6氣體具有不燃燒、優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，因此，選用和推廣采用SF6絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備是與時俱進、技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

2 GIS的作用、功能

現(xiàn)代信息化技術(shù)的出現(xiàn)與普及，催生了諸多的具體實用性技術(shù)，GIS技術(shù)便是其中之一，其主要的作用和功能是全方位地采集、存儲、管理現(xiàn)實世界當(dāng)中的地理數(shù)據(jù)、空間信息，并對其進行相應(yīng)的分析和描述，降低原本數(shù)據(jù)、信息的抽象性，提高其“可讀性”，發(fā)揮出這些數(shù)據(jù)信息的價值。GIS涉及到了對多門學(xué)科如地理學(xué)、水文學(xué)、地球物理、大氣學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等的綜合應(yīng)用，不過它最為突出的特點，依然是利用信息化技術(shù)所賦予的優(yōu)勢，如它可以通過對地理數(shù)據(jù)、空間信息的復(fù)雜分析，再可視化地顯示出具體情況，為相關(guān)工作提供決策依據(jù)。就配電網(wǎng)規(guī)劃中的GIS技術(shù)應(yīng)用來說，在GIS技術(shù)的幫助下規(guī)劃者可以更加直觀、形象地掌握和了解地理位置信息，準(zhǔn)確分析水文、地質(zhì)、地貌，保證配電網(wǎng)能夠完全地適應(yīng)于周圍環(huán)境條件。不僅如此，在GIS技術(shù)平臺中，還可以綜合性地反映出各個區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)負(fù)荷以及地區(qū)經(jīng)濟情況，而且樣是以直觀形象的方式顯示出來，這些都是配電網(wǎng)規(guī)劃需要考慮的重要信息。通過對這些信息的可視化、綜合化，無疑更有利于配電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展。

3 GIS設(shè)備常見問題

3.1 SF6氣體泄露

SF6氣體泄漏是較為常見的故障，氣體泄漏導(dǎo)致氣壓下降，進而導(dǎo)致絕緣強度降低，嚴(yán)重情況將造成GIS被迫停運，危及電網(wǎng)安全。產(chǎn)生氣體泄漏的主要原因分可歸納為四個方面：（1）對接面的密封墊、密封圈老化;（2）金屬密封面表面有磕碰、劃傷或者經(jīng)長時間腐蝕、老化;（3）焊接殼體焊縫處有砂眼或鑄件殼體存在針孔類損傷;（4）安裝表面未清理干凈，有異物。

3.2 內(nèi)部放電

GIS設(shè)備的常見故障為絕緣性故障，主要指內(nèi)部閃絡(luò)擊穿及局部放電，局部放電往往是絕緣性故障的先兆和表現(xiàn)形式。內(nèi)部放電故障原因主要有以下幾點：（1）GIS金屬殼體在加工過程打磨不精細(xì)或者運輸中磕碰造成的內(nèi)部存在的金屬突起、焊疤、毛刺;（2）工廠裝配或現(xiàn)場安裝環(huán)境控制不力，造成的GIS內(nèi)部混入的雜物或自由微粒;（3）絕緣件材質(zhì)本身存在質(zhì)量問題，例如絕緣件表面破壞，澆筑有雜質(zhì)，環(huán)氧樹脂內(nèi)部有氣孔，絕緣件受潮，絕緣件表面腐蝕等情況;（4）吸附劑安裝不對，粉塵粘在絕緣件上;密封圈潤滑脂過多，溫度高時融化掉到絕緣件上;以及懸浮電位放電等情況。

4 GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及狀態(tài)檢修

4.1 修前設(shè)備狀態(tài)

檢查內(nèi)容包括：（1）指示設(shè)備的位置狀態(tài);（2）異常的噪音和氣味;（3）過熱導(dǎo)致的變色;（4）外殼及支架的生銹損傷情況;（5）氣壓及油壓標(biāo)記示數(shù);（6）Sf6微水7紅外熱成像（一般情況下每個元件的溫升不超過50K，在最高環(huán)境溫度為40℃外殼的溫升不超過30K）;（7）如有條件可配置SF6氣體紅外檢漏儀，對法蘭面及氣體管道進行常規(guī)檢測，在SF6氣體壓力下降較為明顯的情況中比較常規(guī)的液體表面張力法、定性檢漏、定量檢漏法有著無需直接接觸、檢測靈敏度高、支持任何背景等優(yōu)點。根據(jù)CIGRE對日本、中東、歐洲的335臺200kV電壓等級以上GIS主要故障部件的統(tǒng)計，斷路器或開關(guān)29.9%，隔離開關(guān)18.2%，接地開關(guān)3.6%，電流互感器1.2%，電壓互感器4.8%，母線6.9%，母線管道與連接部分22.4%，氣體套管6.9%，電纜盒與密封件1.8%，變壓器出口套管1.8%，避雷器1.2%，其他部分1.5%?？梢葬槍嗦菲?、隔離開關(guān)、母線管道及連接部分等缺陷較為頻繁的設(shè)備進行重點巡檢并制定相應(yīng)策略。

4.2 故障診斷

有關(guān)斷路器當(dāng)中的液壓機構(gòu)在進行診斷故障中難以充分利用智能技術(shù)，往往是借助經(jīng)驗依據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象加以診斷。其中的感官診斷法是尤為常見的，也就是檢修人員依據(jù)對液壓機構(gòu)所掌握的經(jīng)驗，借助各個感官功能來對實際的液壓機構(gòu)狀態(tài)進行判斷，進而明確有沒有故障以及發(fā)生故障的主要原因。針對值班人員應(yīng)該在這一過重做好設(shè)備發(fā)生故障狀態(tài)之前與之后的記錄工作，這樣有利于檢修人員加以有效參考。有關(guān)此過程針對檢修人員提出十分嚴(yán)格的經(jīng)驗和實操能力要求，唯有做到對液壓機構(gòu)全面了解才可以依托感官將機器實際運行情況有效推測，唯有充分掌握液壓機構(gòu)實際的運行原理，才能夠?qū)l(fā)生故障的主要原因推測出來，而且及時加以處理。以LW6機構(gòu)頻繁發(fā)生打壓故障為例，在全面進行檢查之后元件大部分是正常的，可是通過手觸摸控制閥發(fā)現(xiàn)有微熱而且能聽到泄漏聲，由此能夠說明是因為控制閥內(nèi)部發(fā)生漏而導(dǎo)致的打壓過于頻繁。

4.3 合理選擇通風(fēng)機

通風(fēng)機的風(fēng)口應(yīng)安裝在室內(nèi)下部，裝設(shè)高度應(yīng)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。室內(nèi)的上部仍應(yīng)裝設(shè)事故排煙（氣）裝置。根據(jù)正常運行通風(fēng)和事故處理排風(fēng)的不同需要，通風(fēng)的風(fēng)口宜布置于配電室的上部，排風(fēng)的風(fēng)口宜布置于配電室的下部，因此兩者應(yīng)兼顧。另外，GIS全封閉組合電器設(shè)備室內(nèi)若有綜合自動化裝置時，應(yīng)裝設(shè)空調(diào)或除濕設(shè)備。當(dāng)GIS全封閉組合電器設(shè)備發(fā)生故障或事故時，室內(nèi)往往是煙霧彌漫和異味嗆人，尤其是外溢的有毒氣體會危及作業(yè)人員，為了保證在事故后的第一時間能進入現(xiàn)場了解情況，需要開啟照明和排煙（氣）裝置，所以照明或裝置的電源開關(guān)應(yīng)為雙聯(lián)開關(guān)，安裝在進門的外墻和室內(nèi)。

5結(jié)束語

我們需要結(jié)合實際情況，在工作中不斷總結(jié)和反思，提高GIS設(shè)備故障分析能力，加強GIS各類問題的解決措施的落地實施，盡可能減少故障出現(xiàn)概率，在設(shè)計、生產(chǎn)及現(xiàn)場安裝等環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，做到早發(fā)現(xiàn)、早防范，為GIS設(shè)備穩(wěn)定安全運行提供有力保障。

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