陈晓鹏

摘 要：面对日益突出的GIS组合设备问题，分析、研究设备的常见缺陷和运行维护的相关注意事项显得极为迫切。从GIS组合设备的定义和特点出发，对设备的常见缺陷和运行维护过程中的相关注意事项进行了简要分析。

关键词：GIS组合设备；缺陷分析；断路器；三位开关

中图分类号：TM595 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.141

1 GIS组合设备的定义和特点

在我国电力行业中，GIS组合设备是指六氟化硫全封闭形式的组合电器，国际上称其为“气体绝缘金属全封闭式开关设备”，它将变电站中除了变压器之外的全部设备，包括隔离开关、断路器、接地开关、电流传感器、电压传感器、母线、避雷器、进出线管套、电缆终端等设计整合成一个整体。GIS组合设备以其占地面积小、可靠性强、安全性高、安装时间短、维修周期长等优势在国内外电力行业中得到了广泛的应用。GIS组合设备由断路器、三位开关、电压传感器、接地开关、电流传感器、母线（单相或三相）、避雷器、进出线管套、电缆终端等多种元件组成，且被密封在接地绝缘金属壳内，内充一定量的SF6气体。断路器组件由三相共箱式断路器和操动机构组成，灭弧选用热膨胀和助吹相结合的自能式断路器；三位开关能实现隔离、接通、接地三种情况，结构较为紧凑，性能较可靠。

经过三十多年的研发，GIS组合设备现已被广泛应用于水电站、城市电网以及山区66 V～220 kV电压级别的系统中。相比于分离式敞开设备，GIS组合设备占地面积小、结构紧凑、无污染、故障少、动作可靠、保护灵敏，内充SF6气体，绝缘和灭弧性能好。虽然GIS组合设备的可靠性较高，但由于材料选择和运输、装配工艺等方面容易出现问题，设备内部存在各种缺陷，比如针状突出物、金属微粒、绝缘气隙、固定微粒等。在电压升高的状态下，这些缺陷将会导致设备局部电流强度剧增，极易形成放电通道，致使绝缘击穿，引起安全事故。局部放电是GIS组合设备出现绝缘缺陷的表现形式和征兆，对其进行定期检测就能及早发现问题，以便及时采取应对措施，避免事故进一步扩大。

2 GIS组合设备常见缺陷分析

近年来，随着GIS组合设备的大范围使用，一些缺陷逐渐显现出来，主要有以下几种：①有些早期的GIS组合设备在设计过程中存在缺陷，而在投入使用阶段，甚至是维修阶段存在的缺陷就会显示出来。如果没有及时发现并予以处理，这些缺陷就会在GIS组合设备运行中引发故障，给电网系统带来巨大的经济损失。②设备加工工艺与技术要求不符，封闭处理不当或者在设备安装阶段装配不当，造成设备在投运不久就发生SF6气体侧漏。就目前而言，这种缺陷出现的概率相对较大，GIS组合设备的漏气率也较高。③由于GIS组合设备的全部构件都被封闭在SF6绝缘气体环境中，一旦发生故障，比如杂质微粒在电场里运动、局部放电、接连处发热等，在绝缘气室外部很难及时发现，同时缺陷的定位也很困难。④GIS组合设备占地面积小、内部结构较为紧凑、组成元件较为集中，极易导致事故进一步扩大。面对日益严重的GIS组合设备缺陷，分析、研究常见缺陷的处理措施刻不容缓。因此，分析GIS组合设备存在重大缺陷的原因，进而减少或避免GIS组合设备事故以及缺陷的出现，保证电网系统的安全、稳定运行。

3 GIS组合设备运行维护相关注意事项分析

3.1 做好事故预想和防范措施

在对GIS组合设备解体检修之前需要对检修人员进行专业技能培训，使检修人员了解并掌握GIS组合设备的主接线图和气室图，以便事故出现后能及时采取有效的解决措施。在解体检修阶段，需要严格依照施工流程和工艺进行，替换隔离室里的吸附剂，清洁管道内壁、盆式绝缘体和O形封闭圈，避免存在异物、潮气、灰尘等。GIS组合设备的试验阶段主要是检测SF6气体的湿度。当灭弧室或断路器的湿度较高时，就会产生很多有毒、腐蚀性较强的物质，从而使电阻增大，触头的使用寿命缩短；当断路器微水超标较严重时，盆式绝缘体就会结露，造成绝缘体表面出现闪络现象，导致设备整体的绝缘强度降低。

3.2 预防和控制SF6气体超标

在运行维护过程中，需要不定时地对GIS组合设备进行高频局部放射检测。检测方法主要有超声波法、光电法、电测法等，其中，超声波法由于抗干扰能力强、操作简便，非常适合在现场使用。在检测阶段，通过分析气体色谱来判断局部放电状况，从而制订合理的检修计划。对于安装、密封不严实或其他因素导致漏气次数较多的气室，外界空气中的水分会慢慢地渗入其中，因此，还要随时监控气室的微水情况。由于微水检测结果会受湿度、环境、温度的影响，因此，微水检测最好是在同一环境下进行。当检测结果偏差较大时，还需要使用两台不同的仪器反复测量。此外，还要保持运行环境的清洁，在GIS组合设备的运行过程中避免SF6漏气或灰尘、水分进入设备内部。

4 结束语

当前，GIS组合设备已经被广泛应用于实践中，其检测技术也在不断更新。因此，相关人员需尽早制订出所有构成部件在各种环境、气候条件下的使用标准，并按照相关标准试验，这样才能确保GIS组合设备的质量，减少设备运行中出现的故障。同时，还需要强化运行、安装和维护过程中的监督管理，及时发现并处理存在的缺陷，保障GIS组合设备的安全、稳定运行。

参考文献

[1]曲金秋.变电站GIS组合设备缺陷分析与防范[J].科技视界，2012（16）：48-49，80.

〔编辑：刘晓芳〕