GIS组合电器在未来电网发展过程中的瓶颈分析

GIS组合电器在未来电网发展过程中的瓶颈分析

石红杰施杰

(国网江苏省电力公司检修分公司南通运维分部江苏226500)

摘要：气体绝缘金属封闭开关设备（GIS组合电器）是将变电站中除变压器以外的主要电气设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等全部封装在接地的金属外壳内，壳内充以一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。本文主要对影响GIS组合电器在未来电网发展过程中的原因进行分析，以期对相关人员有一定的参考。

关键词：GIS组合电器、未来电网、发展过程、瓶颈分析

1、前言

随着经济的迅猛发展，GIS组合电器的使用量每年大约按15%的速度增加。这类产品既符合无油化的要求，又符合小型化、自动化的要求。在整套设备出厂前，采用了预安装。使设备更加紧凑，体积更加小型化，保护更加可靠，安装更加方便。但是在其应用过程中，也存在着一些问题、制约了GIS组合电器的发展，因此，对制约原因进行分析，对提高GIS组合电器的安全应用具有重要的现实意义。

2、GIS组合电器在未来电网发展过程中的瓶颈分析

2.1源于制造厂的原因

2.1.1车间环境差

GIS制造厂的制造车间的清洁度差，特别是总装配车间，由于清洁度差，使金属微粒、粉末和其他杂物残留在GIS内部，留下隐患，导致故障。由于这个原因造成的故障大约占GIS总故障的16%。

2.1.2装配误差大

在装配过程中，使可动元件与固定元件发生摩擦，从而产生金属粉末和残屑并遗留在零件的隐蔽地方，在出厂前没清理干净。由于这种原因引起的故障约占GIS总故障的10%。

2.1.3不遵守工艺规程

在GIS零件装配过程中，不遵守工艺规程，存在把零件装错、装漏及装不到位等。材料质量不合格。制造厂选用的材料质量不高，甚至有的材料很差。

2.2源于设计的原因

设计不合理或者绝缘裕度很小，也是造成故障的原因之一。例如GIS中支撑绝缘子的使用场强是一个重要的设计参数。目前环氧树脂浇注绝缘子的使用场强可高达6KV/min，而不会发生问题。如果使用场强高达10KV/min，起初可能没有放电现象，但运行几年后就可能击穿。由于设计不合理造成的故障大约占GIS总故障的7%。

2.3源于运行中的原因

在GIS运行中，由于操作不当也会引起故障。例如将接地刀闸合到带电相上，如果故障电流很大，即使快速接地刀闸也会损坏。电气设备投入运行后，难免会出现质量缺陷，由于GIS组合电器结构紧凑，多个电气设备单元密封组合在一起，牵一发动全身。给设备检修造成麻烦。

就拿简单的避雷器更换工作来说，GIS变电站比较麻烦，先将更换间隔开关、线路停电，按照GIS安装程序，先将避雷器连接气室抽真空，旧避雷器拆除，新装避雷器试验，新避雷器安装，气室抽真空、干燥、高纯氮冲洗、检漏、SF6气体冲注、气体试验。整个工期不低于3个工作日。常规敞开式变电站就简单多了，更换避雷器只需将开关及线路停电4、5个小时足矣。母线缺陷处理，想都不敢想。检修周期长、可靠性高，优点不可否认，但缺陷谁也不能保证不发生。

运行中也同样暴露出不能满足运行操作规程问题，运行人员操作接地隔离开关时，首先要对隔离开关进行开位确认，才能进行接地隔离开关的操作。现时期运行的GIS的隔离开关气室未设运行位置检查窗，值班人员只能靠操动机构的实际位置来判断分合位置，不能确认隔离开关的实际位置，容易造成带电合接地刀闸事故。就地操作还会造成人身伤害。

2.4源于安装过程中的原因

由于GIS组合电器毕竟在北方乃至中国，广泛应用也就是近10年，使用单位对其还不能充分了解，大部分设计单位还不能从常规常开式变电站设计中转变过来。与制造厂家沟通不够，造成安装过程中，容易出现安装程序混乱，反复拆装现象。

不遵守工艺规程。安装人员在安装过程中不遵守工艺规程，金属件有划痕、凹凸不平之处未得到处理。据统计，由于制造厂和安装单位的工艺不良，造成的故障约占40%。现场清洁度差。安装现场清洁度差，导致绝缘件受潮、被腐蚀；外部的尘埃、杂物等侵入GIS内部。装错、装漏。安装人员在安装过程中有时会出现装错装漏的现象。屏蔽罩内部与导体之间的间隙不均匀；或者没有装上去即漏装；螺栓、垫圈没有装或紧固不紧。异物没有处理。安装工作有时与其他工程交叉进行。例如土建工程、照明工程、通风工程没有结束，为了赶工期，强行进行GIS设备的安装工作，可能造成异物掉入GIS中，而没有处理。有时甚至将工具遗留在GIS内部，留下隐患。

3、对策分析

笔者从事变电一次设备安装近几年，曾经几次参加少油断路器的安装、检修技术培训。从而对少油断路器结构、原理也用较深度的掌握，可以顺利解决运行中出现的问题。GIS组合电器设计代替了常规敞开式变电站设计，至今接触GIS组合电器也有几年时间，参与了很多个个GIS变电站建设，组合电器的现场组装一直是在厂家技术人员的指导下进行。设备是终身负责维护，安装有技术指导，维修有售后服务。似乎安装、维护全是生产厂家的事。对GIS组合电器设备知之甚少。由于所在地区经济发展，用电需求的紧迫性，基本全年都在进行变电站建设，没有时间、机会接受生产技术培训。据笔者所知，GIS组合电器发展至今，电力系统内缺少相关规范性教程及培训力量，技术标准大部分也是按照生产厂家的标准而定。笔者认为，GIS组合电器固然可靠性高，维护量小，但是供电企业的设备检修力量也是不能缺少的。运行中的设备出现质量问题，不能只靠生产厂家进行检修。在GIS组合电器广泛普及的现在和将来，生产厂家技术力量是否能保障供电企业的需求，越来越成为困扰供电企业供电可靠性的难题。因此，供电企业在GIS组合电器的运行、维护技术培训工作迫在眉睫，提高运行维护人员的技术水平不容忽视。

3、结语

GIS组合电器固然可靠性高，维护量小，但是供电企业的设备检修力量也是不能缺少的。运行中的设备出现质量问题，不能只靠生产厂家进行检修。在GIS组合电器广泛普及的现在和将来，生产厂家技术力量是否能保障供电企业的需求，越来越成为困扰供电企业供电可靠性的难题。因此，供电企业在GIS组合电器的运行、维护技术培训工作迫在眉睫，提高运行维护人员的技术水平不容忽视。

参考文献

[1]王通德.万方华。张小武.电子式互感器中GIS中技术应用分析[J].高压电器，2013，30（10）：4-6.

[2]黎斌.SF6高压电器设计[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]罗学深SF6气体绝缘全封闭组合电器[M].北京:电力出版社，2003.