高速鐵路牽引供電GIS柜故障與應(yīng)對探討

李明春

摘要：科技的飛速發(fā)展使得高鐵成為我國交通運輸系統(tǒng)中的重要一環(huán)，而GIS柜在高鐵正常運行過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。但就當(dāng)前高速鐵路牽引供電GIS柜的實際運行情況來看，由于存在一些運行狀態(tài)問題導(dǎo)致GIS柜故障，因此這方面內(nèi)容已經(jīng)成為高鐵供電部門的工作重點內(nèi)容。本文將圍繞高鐵牽引供電GIS柜的故障進行分析，并探討相應(yīng)的應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;牽引供電;GIS柜

引言：高鐵牽引供電GIS柜的組成方式非常多樣，但多數(shù)是將具有相關(guān)性的電流互感器與電壓互感器進行結(jié)合，并使之各自發(fā)揮應(yīng)有的效果。為了確保供電設(shè)備能夠正常運行，為高鐵提供穩(wěn)定可靠的供電支持，關(guān)于GIS柜故障成因的分析與應(yīng)對就顯得至關(guān)重要。而這也意味著相關(guān)工作人員的專業(yè)化水平亟需得到充分提升，從而確保各類型GIS柜故障整合處理的有效性，同時為高鐵牽引供電工作的需求提供可靠支持。

1.高鐵牽引供電GIS柜的運行特點

高鐵牽引供電GIS柜的全程為氣體絕緣全封閉組合電器。該設(shè)施是將斷路器、隔離開關(guān)、避雷器、電流互感器及電壓互感器以足夠穩(wěn)定的方式連接起來，使它們能夠以完全封閉的狀態(tài)儲存在接地金屬外殼內(nèi)部，因此需要具備良好的封閉性。除了進行有效連接之外，金屬外殼內(nèi)部還需要填充足量的SF6氣體，這是由于這種氣體具有更強的空氣絕緣性能，因此能夠縮減金屬外殼內(nèi)部的空間，同時也使柜中各種設(shè)備的絕緣性能得到充分強化[1]。

在接地金屬外殼與SF6氣體的作用下，GIS柜受外界環(huán)境因素影響的程度被控制在一個非常小的范圍內(nèi)，因此GIS柜在高鐵牽引供電系統(tǒng)中有非常廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用GIS柜的優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠有效節(jié)約設(shè)備占地面積，同時各類型設(shè)備維護工作的工作量也會被縮減。通常情況下GIS柜內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是比較緊湊的，而且具有突出的密封性能，然而一旦GIS柜內(nèi)任何一種設(shè)備產(chǎn)生運行故障，其他同處柜內(nèi)的設(shè)備同樣會受到影響，這就意味著對GIS柜的故障檢查及故障原因檢索成為維持GIS柜穩(wěn)定運行的重要工作[2]。

2.高鐵牽引供電GIS柜常見故障分析

2.1GIS柜部件損毀或漏氣

部件損毀及漏氣故障是當(dāng)前GIS柜最常見的故障類型之一。導(dǎo)致該故障出現(xiàn)的成因很多時候是因為GIS柜被電纜擊穿。通過對GIS柜被電纜擊穿位置的檢查分析發(fā)現(xiàn)，該故障多發(fā)生于法蘭盤的絕緣位置。當(dāng)導(dǎo)線對法蘭盤放電時有一定可能導(dǎo)致電纜頭燒毀。而在檢測電纜艙地板狀態(tài)的過程中發(fā)現(xiàn)，一旦燒融導(dǎo)致漏點的情況出現(xiàn)，則電纜倉有很大概率出現(xiàn)漏氣故障[3]。由此可見GIS柜部件損毀及漏氣故障的成因與電纜頭直接相關(guān)。由于電纜頭在制作過程中容易受環(huán)境因素影響，導(dǎo)致內(nèi)部帶有大量導(dǎo)電粒子，因此長時間運行很容易造成GIS柜出現(xiàn)擊穿故障。

2.2密封軸脫出

密封軸脫出同樣會導(dǎo)致GIS柜出現(xiàn)漏氣故障。GIS柜的密封軸脫出通常發(fā)生在氣室位置，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)一旦壓力指示器出現(xiàn)讀數(shù)為零的情況，主軸上的密封軸套管就有可能從氣室脫落。導(dǎo)致該問題出現(xiàn)的成因與氣室的密封程度有很大關(guān)系，如果氣室的密封程度達不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，那么GIS柜的密封軸就很容易在運行過程中從氣室脫出。

2.3開關(guān)柜動密封漏氣

開關(guān)柜動密封漏氣是GIS柜最常出現(xiàn)的漏氣故障。當(dāng)GIS柜開關(guān)氣室氣壓處于較低水平時，如果設(shè)備運行時的環(huán)境溫度低于開關(guān)柜溫度，則可導(dǎo)致分閘過程中出現(xiàn)GIS柜開關(guān)柜動密封漏氣的現(xiàn)象。處理這一現(xiàn)象的方式是及時更換GIS柜的傳動軸，并將充氣氣壓控制在合理范圍內(nèi)，保持環(huán)境溫度與開關(guān)柜溫度處于同一水準(zhǔn)。事實上導(dǎo)致GIS柜開關(guān)柜動密封漏氣出現(xiàn)的成因很多，因此對于各種類型的成因皆需要詳細分析。

3.高鐵牽引供電GIS柜的故障應(yīng)對策略

3.1應(yīng)用高質(zhì)量的GIS柜氣室套管

應(yīng)用質(zhì)量可靠的GIS柜氣室套管能夠保證GIS柜的穩(wěn)定安全運行，因此氣室套管最好采用同批次的產(chǎn)品。實際上部分生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)氣室套管時會出現(xiàn)趕工期的情況，導(dǎo)致套管存在質(zhì)量上的問題，并由此造成GIS柜在運行過程中出現(xiàn)嚴重擊穿的現(xiàn)象。在GIS柜運行一段時間之后，密封絲桿部位的密封性能會隨著GIS柜運行時長的增加逐步下降，導(dǎo)致SF6氣體泄漏的情況出現(xiàn)，柜內(nèi)絕緣性能也因此下降，最終影響到GIS柜整體的運行質(zhì)量。所以在維護GIS柜的過程中，為避免因氣室套管導(dǎo)致的漏氣故障，相關(guān)檢修人員需要結(jié)合高鐵牽引供電GIS柜的具體運行情況強化與氣室套管生產(chǎn)廠家的交流，及時更換質(zhì)量更好的氣室套管，來確保GIS柜能夠長期穩(wěn)定運行。

3.2合理處置繼電器與儲能電機的運行故障

繼電器與儲能電機運行故障的處理是GIS柜故障應(yīng)對策略中相對比較麻煩的內(nèi)容。首先需要確保兩種設(shè)備均具有可靠的質(zhì)量，因此在采購繼電器與儲能電機時，需要針對兩者的質(zhì)量進行詳細核查，確保兩種設(shè)備的所有配件在設(shè)備使用壽命之內(nèi)均能夠穩(wěn)定運行，從設(shè)備質(zhì)量層面提供可靠保障;其次由于高壓電纜線頭直接關(guān)系到GIS柜的運行狀態(tài)，且GIS柜較大運行故障的出現(xiàn)多因為高壓電纜線頭導(dǎo)致，因此在對GIS柜進行維護檢修工作時要將高壓電纜線頭的檢查作為重點工作內(nèi)容定期進行，在檢查時則要注意完全隔離各個網(wǎng)點分別檢查，以確保檢查過程中的安全性，同時還要合理應(yīng)用一帶二的維修方法，來保證供電的穩(wěn)定性;最后要做的則是重點檢查柜體的安裝位置，確保柜體開關(guān)安裝的合理性，通過對GIS柜整柜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來實現(xiàn)對GIS柜故障發(fā)生概率的有效控制。

3.3及時處理樞紐變電所的停電難題

樞紐變電所在GIS柜運行的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一旦樞紐變電所出現(xiàn)停電的情況，整個高鐵供電方式也會受到嚴重影響。因此維護檢修人員需要深入檢查開關(guān)柜與母線柜連接的合理程度，確保兩者連接的有效性，同時要做好套管的質(zhì)量控制工作，最大限度避免高鐵牽引供電GIS柜故障出現(xiàn)的概率與頻率。實際上維護檢修人員在檢查GIS柜的故障過程中應(yīng)結(jié)合高鐵供電系統(tǒng)運行的實際情況，根據(jù)現(xiàn)行需求對供電方式進行合理調(diào)整，同時還要做好備用電源的儲備工作，避免GIS柜因故障影響高鐵運行的情況出現(xiàn)。

3.4合理應(yīng)對故障處理中的注意事項

在處理GIS柜故障的過程中，檢修人員需要特別關(guān)注以下幾方面問題：其一是合理安排檢修維護的時間，這是因為GIS柜的故障檢修需要在開展相關(guān)試驗的前提下進行，因此工作人員應(yīng)當(dāng)提前做好電纜頭的拆裝工作并預(yù)留出足夠的檢修時間;其二則是在試驗過程中打開三工位開關(guān)與斷路器，對其他設(shè)備予以斷電處理，確保它們處于隔離狀態(tài)。

結(jié)語：GIS柜在高鐵供電過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此對于GIS柜的故障成因應(yīng)綜合各方面因素全面分析，明確GIS柜常見的運行故障內(nèi)容，以此為基礎(chǔ)采取正確的應(yīng)對策略。此外還要注意GIS柜各部件及設(shè)備質(zhì)量的控制強化工作，對于樞紐變電所停電的問題也需要及時進行處理，全方位提升GIS柜的性能，使之能夠滿足高鐵牽引供電需求。

參考文獻：

[1]朱嘉琦、郝冬生.高速鐵路牽引供電GIS柜故障分析及處理[J].華東科技（綜合）.2020，（2）：1.

[2]吳挺勇.高速鐵路牽引供電GIS柜故障研究[J].低碳世界.2020，（1）：159-160.

[3]陳紅英、王彥榮、金安.高速鐵路牽引供電GIS柜故障分析及思考[J].電氣化鐵道.2019，（12）：131.