110 kV GIS设备常见故障分析及处理

2016-11-17张珂磊

水电站机电技术 2016年10期

关键词：气室法兰吸附剂

张珂磊

（新疆额尔齐斯河建设管理局额河水电公司，新疆阿勒泰 836000）

110 kV GIS设备常见故障分析及处理

张珂磊

（新疆额尔齐斯河建设管理局额河水电公司，新疆阿勒泰 836000）

目前发变电站GIS设备应用非常广泛，GIS设备的安全运行关系着电网和企业的安全生产。本文以故障实例进行分析研究。通过对GIS组合电器运行中存在的问题进行阐述，分析GIS设备维护应采取的措施，针对性地进行维护、试验，使GIS组合电器更好地发挥其独有的功效，提高安全供电的可靠性。

GIS设备；松动；声响

1 引言

GIS设备全称为六氟化硫封闭式组合电器设备，包括隔离开关、断路器、电压互感器、接地开关、避雷器、电流互感器、电缆终端、母线和进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体，是发变电设备中不可或缺的一部分。GIS设备具有体积小、噪音小、结构简单、零部件少、耐电压高、允许短路次数多、灭弧时间短、危险程度低等优点。在设备长期运行过程中，随着使用年限的增加，一些问题也开始暴露了出来。

2 具体事例

2.1 事例1

2013年10月8日，我公司水电站110 kV GIS设备I段母线间隔电压互感器分支桶内发出异常放电声响，并伴有敲击声，且时大时小，电压互感器（规格型号：JDQX8-110ZHJ5，主要参数额定绝缘水平：126/230/550，额定一次电压：110000/√3）2013年11月6日解体检查发现，梅花触头屏蔽罩紧固螺栓全部松动，紧固螺栓未用螺栓紧固胶粘接，屏蔽罩表面不光滑有划痕和毛刺，更换屏蔽罩，紧固螺栓用螺栓紧固胶粘接后进行紧固，2013年11月9日投入运行后正常（如图1-1）。本次故障暴露出安装质量存在问题。

2.2 事例2

2015年04月6日，喀腊塑克水电站110 kV 2号主变高压进线侧GIS设备（设备规格型号：ZF10-126GCB，额定电压：126 kV，额定电流：2 000 A，额定短路开断电流：40kA，额定短路关合电流：100 kA，操动机构：弹簧操动机构CT26）分支桶内发出异常声响，运行至2015年05月15日放电声逐渐增大，GIS设备出线分支桶伴有轻微震动现象。

2015年05月17日解体检查发现，A、B两相绝缘子有放电痕迹，分支筒底部有白色尘埃，梅花触头与导电杆接触部分过热变色，回路电阻测试结果A相86 μΩ、B相67 μΩ，本次故障暴露出设备制造质量及安装质量存在问题，将绝缘子、导电杆更换后投入运行（如图1-2、1-3）。

图1

3 GIS设备产生故障的原因

引起GIS设备故障的主要原因是制造厂、现场安装时不当，引起运行中设备解体检修。

（1）安装制造场所清洁度差，造成粉末、微粒等杂质遗留在设备内。

（2）制造厂选用的制造材料不好。

（3）设备制造精度差，装配中有一定的误差值，造成各部件间碰撞摩擦而产生金属粉末和残屑。

（4）现场安装人员安装工艺差，如安装中造成安装部件有划痕、敲击痕迹，安装材料上的毛刺、凸凹、锈蚀等未处理。

（5）安装现场达不到要求，如无专用安装间或密封不严，现场湿度较大导致绝缘受潮、腐蚀，无防尘措施等造成安装现场清洁度差，外部尘埃侵入。

4 GIS设备检修关键点质量控制

与常规电器及其他设备对比，GIS六氟化硫封闭式组合电器有占地面积小、噪声低、无火灾危险、检修周期长、运行安全可靠等优点。但同时也具有；①结构复杂、质量要求高、制造及检修工艺繁多。②故障较少，但发生故障，后果却很严重。③设备检修比较繁杂，时间长，停电范围大，工艺及环境要求高，稍有不慎就会造成检修质量问题。这些都将降低GIS设备的可用系数，影响电网供电可靠性和经济性。

因此，GIS设备的检修关键点控制尤为重要，其与现场条件、备品质量、检修质量有关，对以后设备的安全运行至关重要。

4.1 GIS设备故障处理过程中的注意事项

（1）检修时进入气室前应先打开风机通风30min。

（2）检修时如工作人员需要进入电缆沟，或低洼工作的，应测含氧量及SF6的浓度，确认安全后进入。

（3）SF6气体应用气体回收装置做回收净化处理，严禁排放到大气中。

（4）检修前必须确认临近气室没有向待修气室漏气的情况，需解体设备内高压气体已排放至零表压。

（5）设备检修时，必须先用真空吸尘器吸除零部件上固态分解物，然后用无水乙醇清洗零部件及绝缘部件。

4.2 设备解体后各部件的清理

（1）导体的清理

检查表面光滑无磕碰及划伤，镀银面无氧化变色痕迹，检查各装配螺栓均已紧固到位，接头与导电管接触良好，接触电阻不应大于1 μΩ。修理后必须用无毛纸擦拭干净，以无毛纸上不留黑灰色痕迹为干净。对于镀银面氧化变色的导体禁止使用。

（2）绝缘件的清理

即将对接的绝缘件表面，用蘸有酒精的无毛纸，从中心导体向外旋转擦拭进行清理，最后用干净白布采用同样的方法擦一遍，不允许来回擦，以免脏的无毛纸污染已擦净的表面。

（3）密封面清理

先用吸尘器将法兰面外圆表面和一圈所有光孔的灰尘和金属末清理干净，然后用360号砂纸将法兰面异常的凸出部分砂平。

对即将对接的金属密封面用600号以上细砂纸沿圆周方向轻砂1～2遍，用吸尘器清理，然后用无毛纸蘸酒精对密封面（槽）进行清洁处理，最后再用吸尘器清理。

（4）分支母线和套管内部清理

先使用无毛纸蘸无水酒精将筒体内部进行清洁处理，最后用吸尘器清理并借助手电筒检查内部无污物、杂质。

（5）回路电阻测量可在回装过程中测量，用100A回路电阻测试仪进行测量，应满足设备技术要求（见表1）。

表1

GIS一次设备完成间隔间主母线对接，并经回路电阻测试无异常后，开始进行各个间隔分支母线和出墙套管的对接工作。

4.3 套管安装

（1）吊装工作时，应有专人指挥、专人负责，吊装过程中必须有专职安监人员监护操作，参加工作人员应分工明确，责任到人。

（2）吊装前必须核对起重机的额定吊重、物重的对应关系，使用专用吊具，找好重心，起吊要缓慢平稳。

（3）吊装时应注意吊装作业区的作业环境的影响，绝对避免吊具、吊绳和设备碰撞其他设备。

（4）设备吊离地面后，吊钩下方和正前方不得站人，起吊设备严禁从人头跨越。

（5）吊装前检查设备无破损，缺釉，并将有关检查、试验项目完成，表面清理干净，使用无毛纸蘸无水酒精，擦拭套管密封槽、密封面和导体。

（6）起吊时防止一头在地面出现拖动现象，用无水酒精、白绸缎擦洗法兰表面、导体和套管内部，瓷套管内部清理干净后用塑料布将瓷套管下法兰罩住，防止灰尘进入。

注意：起吊时用2个U型环将绳套固定于接线板上，尽可能不绑在第一排孔上，防止撕裂。

（7）将清理干净的套管缓慢吊至分支三通上侧时，将套管缓慢落下，取弹性良好、无针眼气泡的新O形密封圈，使用无毛纸蘸无水酒精将其表面擦拭干净，待酒精挥发完毕后再在其表面均匀涂抹薄薄一层硅脂，然后将密封圈放置在过渡法兰的密封槽中并在密封圈外沿（靠大气侧）涂一圈1527密封胶；缓慢下落套管，将导体插入屏蔽的梅花触头中，将连接法兰面的所有螺栓都装入螺孔后，用力矩扳手拧紧法兰螺栓，套管对接完毕后，进行主回路电阻测试。

（8）安装完成后仔细清扫GIS设备表面，对在安装过程中面漆损坏处进行补漆，最后标示相序，涂相色漆或贴相序贴。

4.4 吸附剂的安装更换

每一个封闭的GIS气室单元安装完毕，即可对气室进行更换吸附剂、抽真空和充注SF6气体的工作，该工序会直接影响到气室SF6气体纯度等指标，对投运后的设备安全具有重要意义。

烘干后的吸附剂在空气中暴露的时间越短越好，尽量控制在30～60 min之内，吸附剂装入GIS设备内部封盖完毕后应随即开始抽真空工作。

更换吸附剂的注意事项：（1）不能在雨雪中或湿度大于90%环境中更换。（2）活化温度不要超过600℃，从密封装置取出装入时间越短越好，一个气室多点安装宜分组同时进行。

（3）吸附剂装入吸附剂罩不宜过满，应留有适当空隙余量，防止吸水后将吸附剂罩撑坏。

（4）封盖前应对内腔进行清理防止异物掉入，封盖完毕后应尽快的开始抽真空。

5 回装后母线封堵

验收试验合格后对分支母线筒穿墙处进行封堵，设备安装时的封堵方式为水泥封堵，中间存在空洞，这种封堵方式有以下危害，①对套管设备有腐蚀作用。②对于较长套管容易产生振动。所以对水泥封堵方式进行改进，采用SBS改性沥青防水卷材，厚度299 mm，宽度与墙厚相等，卷绕3圈，绕后总厚度为599 mm，采用热熔法熔接后在进行封堵。

6 结语

与常规电器相比，六氟化硫封闭式组合电器有很多优点，并逐渐取代其他开关设备而成为主流品种，但是也存在结构复杂、质量要求高、检修工艺繁杂，停电时间长范围广，而且检修工艺要求精细，稍有不慎就可能会造成检修质量问题。本文对GIS设备故障进行了分析，并探究了解决办法，以期为检修人员提供参考，共同提高GIS设备检修管理水平。