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 近些年來，遠(yuǎn)距離輸電得到了進(jìn)一步的發(fā)展，變電站數(shù)量與分布持續(xù)增加。在此過程中，人們將GIS設(shè)備引入到變電站運(yùn)行中，并將其當(dāng)作是一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備，以此來為其正常工作和效率提供保障。通常情況下，人們?yōu)楸ＷCGIS設(shè)備的安全性，常常會把GIS高壓設(shè)備密封在金屬外殼中，這就使得研究GIS設(shè)備的故障分析與處理工作的重要性就更加凸顯了。

        1 GIS設(shè)備性能

        和過去人們常用的敞開式配電裝置比較而言，GIS設(shè)備所占空間較小，而且在運(yùn)輸和維修方面的難度也比較小。從整體上看，GIS設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)主要包括：①所占空間小。就拿220kV變電站來說，它的GIS設(shè)備所占空間僅為一般設(shè)備所占面積的30%[1]。不僅如此，在電壓等級逐漸升高時(shí)它所占面積還會逐漸減??；②②GIS設(shè)備帶電元件都會被金屬外殼圍繞，極少會受到外界的影響，而且有著較好的抗震能力；③GIS設(shè)備所用材料質(zhì)量高，加工工藝好，還引進(jìn)了多種技術(shù)，因此其能耗和出現(xiàn)故障的幾率低，維修成本少[2]。

        在GIS設(shè)備的應(yīng)用范圍越來越大的同時(shí)，人們對其優(yōu)點(diǎn)了解的越來越多，不論是西方國家還是我國，都有很多商家開始了這一設(shè)備的生產(chǎn)工作。當(dāng)前，國內(nèi)GIS設(shè)備的制造商家大都來自于東北、上海以及西安等地區(qū)[3]。而西方國家的制造商家則都是一些大型企業(yè)，例如西門子、東芝等。

        2 GIS設(shè)備常見故障分析

        2.1 故障分類

        以和一般設(shè)備故障的差異性為標(biāo)準(zhǔn)劃分，GIS設(shè)備故障通常包括兩方面。其一為常規(guī)操作機(jī)構(gòu)故障，其二為*故障。而GIS設(shè)備的故障出現(xiàn)時(shí)間大都集中在正式投入工作的初期階段（一般為第一年），研究資料顯示常規(guī)設(shè)備的故障率是它的5倍或2.5倍。其中，常規(guī)操作機(jī)

構(gòu)主要有斷流器操作機(jī)構(gòu)、電動操作機(jī)構(gòu)以及電動彈簧操作機(jī)構(gòu)等多個(gè)部分。而這些機(jī)構(gòu)的頻發(fā)故障總結(jié)起來可以概括為：電動合閘無法發(fā)揮作用、大范圍停電等。而*故障則通常包括SF6氣體泄漏、含水量偏高以及構(gòu)成要件出現(xiàn)故障等。

        2.2 *故障

        所處環(huán)境的差異會使得SF6氣體具有多樣化的物理化學(xué)特點(diǎn)。例如，處在常溫環(huán)境下，純凈SF6氣體的特征主要表現(xiàn)為：無色、無味以及不易燃燒等。而在化學(xué)特征方面，則是化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定。不僅如此，當(dāng)外界壓力高達(dá)0.29MPa后，該氣體的絕緣性和滅弧能力將會驟然提升，甚至是空氣的一百倍左右。受某一部分的放電以及火花等因素的作用，SF6氣體可以分解出具有較強(qiáng)毒性的二氧化硫氣體、氟化氫氣體等，這將會為相關(guān)工作者造成極大的不安全隱患[5]。所分解出的氣體會對人的眼睛、皮膚產(chǎn)生較大的刺激，有時(shí)甚至還會造成人員的暈厥、窒息等，所以必須要特別注意。

        當(dāng)GIS設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件出現(xiàn)故障通常集中在開關(guān)、斷路器以及互感器等方面。特別是盆型絕緣子和隔離開關(guān)，研究資料顯示這兩部分的故障次數(shù)約為總故障的50%，所以在運(yùn)行維修過程中必須要做好檢測工作。

        2.3 故障原因分析

        GIS設(shè)備的正常運(yùn)行主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)，分別為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝以及運(yùn)行，筆者將分別從這四個(gè)環(huán)節(jié)入手進(jìn)行深入的故障分析。

        （1）在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障的最關(guān)鍵因素就是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或元件絕緣裕度的選用不夠科學(xué)。就拿絕緣子而言，如果它的使用場強(qiáng)參數(shù)設(shè)計(jì)的不夠科學(xué)，那么極有可能會產(chǎn)生故障。通常情況下，絕緣子的場強(qiáng)要盡可能保持在不高于6kV/mm的范圍，如果高于這一數(shù)值，那么在經(jīng)過了長時(shí)間的使用之后絕緣子將會出現(xiàn)閃絡(luò)放電情況，甚至還會出現(xiàn)擊穿。

        （2）對于GIS設(shè)備整體故障而言，生產(chǎn)環(huán)節(jié)是故障發(fā)生和管控的重要階段，所以必須要做好這一階段的把關(guān)工作。不僅需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則完成生產(chǎn)，還要采用高質(zhì)量的材質(zhì)，保證并生產(chǎn)工藝的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。

        （3）GIS設(shè)備裝配階段，需要特別注意禁止出現(xiàn)違規(guī)行為，還要保證零件的整齊、正確裝配以及協(xié)調(diào)配合。此外，還要保障車間的衛(wèi)生整潔，以免GIS設(shè)備內(nèi)部由于金屬微粒等多種雜物而產(chǎn)生故障。

        （4）GIS設(shè)備正式運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可能會因?yàn)橐恍┻`規(guī)行為或其他外界因素而造成接地開關(guān)短路情況，進(jìn)而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。所以，在維修和管理時(shí)必須要根據(jù)已有操作流程和要求進(jìn)行，同時(shí)還要做好設(shè)備的防護(hù)工作。

        3 故障處理措施

  3.1 及時(shí)處理措施

        為預(yù)防SF6氣體出現(xiàn)泄露，應(yīng)事先于室內(nèi)底部開設(shè)通風(fēng)口，還要安裝相應(yīng)的報(bào)警裝置。如果SF6氣體出現(xiàn)了泄漏，那么就要打開通風(fēng)口進(jìn)行排風(fēng)，同時(shí)還要發(fā)出警報(bào)，以免氣體分散到主控室。在此過程中需需要特別注意的一點(diǎn)就是氣體尚未排泄結(jié)束時(shí)不允許人員隨意進(jìn)入。通常情況下，SF6氣體發(fā)生泄漏之后需要進(jìn)行20分鐘以上的排放時(shí)間，當(dāng)室內(nèi)含氧量達(dá)標(biāo)后方才允許人員進(jìn)入。其次，如果SF6氣體含水量在某一數(shù)值之上，那么就要通過氣體處理車來過濾并干燥氣體了。再者，如果發(fā)生了內(nèi)部放電故障，那么就要加大對GIS設(shè)備材質(zhì)的質(zhì)量把關(guān)了，同時(shí)還要保證各個(gè)零部件的干凈和衛(wèi)生。最后，如果出現(xiàn)了隔離開關(guān)故障，那么一般可從兩方面著手。一方面，做好設(shè)計(jì)工作，杜絕由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不科學(xué)性而產(chǎn)生故障。另一方面，做好隔離開關(guān)的溫度檢測和按時(shí)工作，還要注意元件的及時(shí)更換，以免由于開關(guān)老化而產(chǎn)生故障。

        3.2 日常維護(hù)與管理

        上述已經(jīng)提到，GIS設(shè)備的故障通常產(chǎn)生在正式開始運(yùn)轉(zhuǎn)的初期階段，所以做好這一時(shí)期的維護(hù)、巡檢以及維修工作非常必要。該設(shè)備的巡檢維修工作通常涉及有：①查看關(guān)健元件指示器及閉鎖位置，觸頭接觸有沒有出現(xiàn)異常；②各類指示燈和檢測儀表能否工作；③GIS設(shè)備有沒有發(fā)生氣體泄漏，絕緣件是否應(yīng)進(jìn)行更換。這些故障可以比較直觀的借助眼睛發(fā)現(xiàn)，除此之外還要做好GIS設(shè)備含水量、空氣微粒等內(nèi)容的檢測和清潔工作。GIS設(shè)備檢修主要包括兩種，一種是小修，另一種是大修。其中，前者的周期通常為三年到五年，且范圍主要局限在壓力表和溫度計(jì)的校準(zhǔn)，老化部件、吸附劑的調(diào)換等上。而后者的周期則通常是八年到十年，且內(nèi)容涉及到了磨損件、絕緣部件以及插頭的調(diào)換工作，同時(shí)還有GIS室中SF6氣體的分解物和各種微粒的清潔工作。

        4 結(jié)束語

        在GIS設(shè)備使用領(lǐng)域與作用持續(xù)增大的背景下，如果出現(xiàn)了故障，那么人們將會面臨深重的損失。不僅如此，人們的安全問題也將受到威脅。本文闡述了GIS設(shè)備故障的主要原因，還給出了多個(gè)可行的處理措施，以此來為實(shí)際工作提供一定的理論借鑒。