GIS运行状态管控现状及提升策略

GIS运行状态管控现状及提升策略

武斌贾晋鑫渠瑞斌

（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030006）

摘要：GIS设备用于高压电网之中，本质为控制高压电网的一种开关站，能够保证高压电网的正常运行以及安全性，是电网系统中的重要部分。随着电网系统中GIS设备的安装量越来越大，提高GIS运行状态管控效率对于电网的工作效率十分重要。因此，应当对GIS设备的运行特点、运行故障、检测方法、检测方法和提高运行状态进行研究，以提升GIS设备的运行状态，实现电网系统的安全高效运行。

关键词：GIS运行状态；管控现状；提升策略

1GIS设备运行可靠性

1.1GIS设备运行特点

GIS设备就是气体绝缘金属封闭开关设备，它包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等。由于这些部分均需合理设计并封闭在金属壳内，因此GIS设备的占地面积小。GIS设备依靠SF6气体进行绝缘，设备的可靠性高、安全性好。

GIS设备的集约化较强，通常在工厂内进行成套组装，方便保证设备的质量。GIS设备在施工现场的安装工序简单，能够节省大量的施工、安装时间。此外，GIS设备的运行稳定、维护工作成本较低，能够在电网尤其是高压电网中广泛应用。

1.2GIS设备常见故障

GIS设备在运行过程中会出现故障，由于GIS设备的集约化程度高，且密闭与金属箱内，对于GIS设备的检查维修工作较为困难，另外当GIS设备的原件出现故障时，容易对于金属箱内的其他原件产生影响，增加其发生故障的概率。GIS设备常见故障种类有：SF6气体泄漏、SF6气体微水超标、GIS设备开关故障和GIS设备内部放电。

SF6气体泄漏包括两方面原因：一是设备在生产设计以及设备安装之时存在缺陷，如在设备材料、加工工艺和设计方案出现缺陷以及现场安装时出现问题。二是设备的密封材料发生老化甚至破损，而导致的设备气密性问题。SF6气体微水超标是指GIS设备中入过量的水，水蒸发后与SF6气体混合。过量的水蒸气会影响气体的绝缘性，导致GIS设备中的绝缘子工作状态异常，从而影响GIS设备的工作状态。

GIS设备开关故障是由断路器、负荷开关和隔离开关等元件由于运行故障而导致GIS设备无法正常运行，同时动、静触头接触不良也会引起GIS设备的运行故障。

GIS设备内部放电对于GIS的安全性影响很大，必须予以高度重视。GIS设备的内部工作环境的有较多影响因素，如设备内部出现异物、毛刺等物质时，设备的绝缘强度会明显降低。由于GIS设备接触到的电压很高，若内部工作环境变化较大则设备元件之间容易形成电晕放电，对于元件的安全性影响很大，同时由于GIS设备的元件较为集中、电晕放电的影响范围较大，因此GIS设备内部放电容易造成多个元件受损的情况。一般造成GIS设备内部放电的原因是设计工艺不合理，因此必须重视GIS设备的设计工作，避免使用过程中出现设备内部放电现象。

2GIS设备状态检测技术

GIS设备检测方法通常包括红外成像检测、紫外成像检测、SF6气体分解产物检测、SF6气体微水检测、SF6气体泄漏检测和局部放电检测。

红外成像检测适用于检测GIS设备的外绝缘情况。若设备的阻值会增加，可能是由于元件之间接触不良或者绝缘劣化、绝缘表面污秽，此时采取红外成像检测技术能够发现上述故障原因、确定故障位置。紫外成像技术适用于检测外绝缘的电晕或表面的局部放电缺陷。若GIS设备元件设计不合理，出现局部金属构件半径过小或者在加工和安装过程中出现毛刺、尖端最终导致的局部放电的情况。GIS设备局部放电产生的光脉冲可以由紫外成像设备捕捉，能够对放电部位进行检测定位和缺陷诊断，具有抗干扰性强、分辨率高等优点，但受诊断距离和气候条件的影响。

SF6气体分解产物检测、SF6气体微水检测和SF6气体泄漏检测都是对于SF6气体的检测。SF6是绝缘的惰性气体，为保证其绝缘效率通常采取高压状态的SF6气体进行绝缘，其效率是空气的10多倍，但SF6气体的成分发生变化或者其气压发生变化都会导致其绝缘效率的明显降低，水分子对于SF6气体的绝缘性能影响很大。因此，SF6气体分解产物检测和SF6气体微水检测就是对高压SF6气体成分的检测，而SF6气体泄漏检测就是对其气压的检测。

局部放电检测分为两种，一种为超声波脉冲检测，是利用率放电过程中产生的外壳机械振动形成的超声波来对放电位置进行定位的方法，需要在外壳上安装超声波传感器。这种检测方法受到机械振动的影响较大，对于绝缘内部的缺陷不敏感，且识别难度大、检测范围小，但其具有良好的抗电磁干扰的能力；另一种为特高频局部放电检测，是通过局部放电产生的特高频电磁波进行放电位置定位的检测方法，需要使用特高频传感器进行测量。这种检测方法具有抗电晕干扰能力和较好的灵敏度，但其不能对缺陷劣化做出量化的评价，且对于一些内部缺陷不敏感。

3GIS设备运行管控质量提升策略

3.1GIS设备管控现状

GIS设备的日常运行管控对于设备正常运行是十分必要的，由于GIS设备在电网中的作用越来越重要，采取故障之后停机检修的方法带来的损伤越来越大，因此应当重视对GIS设备的日常管控工作。

GIS设备的前期质量控制主要为其设计阶段和制造阶段的质量控制，通过对于GIS设计方案的审核GIS设备元件的质量检查来实现，如在设备制造环节当中，应当进行主回路电阻测量、断路器机械试验、隔离开关机械试验、接地开关机械试验等，以保证设备元件的质量。为保证GIS设备在出厂前的质量，应当进行出厂检验，并编制出厂报告。

GIS设备在安装使用前应当进行验收检查，在安装到位之后同样应当进行调试检查。通过不同阶段的检查验收工作，以及有效解决各自阶段出现的意外因素，最终保证引起GIS设备故障的因素不会积累，能够在后期的运行过程中实现安全高效地运行。实践证明：通过出台指导GIS设备的验收调试工作的指导意见，并检查针对与验收以及调试工作的报告，GIS设备的安装质量是可以保证的。

3.2GIS设备运行管控提升策略

提高GIS设备的运行安全性、提升GIS设备的运行管控水平仍是目前研究工作的重点。笔者提出从检测技术提升、预警技术提升和制造及安装技术提升这三个方面出发以提高GIS设备运行管控质量。

检测技术提升是指通过对于带电检测技术的研究，最终实现能够不需在设备上安装长期的辅助装置就可以实现设备的带电检测，同时保证检测结果的准确性。这是个较为长期研究过程，也是一个主流的研究方向。预警技术提升是指通过研发GIS设备的预警功能和对于GIS设备检测数据的分析，能够实现设备故障的预警并提高故障的发现率，需要培养专业的检测和分析的人才。另外，在设备运输、安装的过程中，GIS设备发生故障的风险较高，通过培训专业的安装队伍实现设备的运输、安装到位也是十分必要的。

结论

随着GIS的优越性越来越突出，近年来各电压等级的GIS在电网中的装配量快速上升，其故障也在不断地增多，极大地影响了电网的安全可靠运行。如何做到扬长避短，最大限度地利用其优越的结构优势和良好的绝缘性能，实现其自身使用价值的最大化，本文所介绍的提高GIS运行可靠性的措施，可实现对GIS质量的全过程管理，从源头上解决GIS故障多发的问题。实现GIS运行状态的全面管控，提升设备的健康水平，有效降低故障率，保证特高压大电网的安全可靠运行。

参考文献：

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