GIS設備的運行維護

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GIS的運行維護

1. GIS 的運行規定

（1） 斷路器投入運行前，必須做一次遠方分、合閘試驗。試驗時，斷路器兩側隔離開關必須拉開。

（2） 正常運行情況下，SF6斷路器的操作應在網控盤上進行，斷路器的方式選擇開關應置於「遠方」位置。在調試或事故處理時，才允許就地操作。

（3） SF6 氣體、操作機構的液壓油和氮氣均應滿足質量要求。

（4） 斷路器在合閘運行狀態時，若液壓機構失壓，不得重新打壓。應將斷路器退出運行，在斷路器不承受工作電壓條件下重新打壓。以避免斷路器失壓後再打壓時的慢分閘事故。

（5） 斷路器必須在退出運行、不承受工作電壓時，才能進行慢分、慢合閘操作。

（6） 斷路器液壓機構的油壓應符合製造廠的規定。正常油壓為額定值，油壓降低時，油泵自動起動、自動停止、運行時間應正常；油壓降低，閉鎖分、合閘應正常；各種信號發出應正常；油壓升高，安全閥動作應正常。

（7） SF6氣體壓力。斷路器間隔和其他間隔的SF6氣體壓力應符合製造廠規定。如斷路器間隔額定氣壓為 0.655MPa ，當氣體降低至規定值時應能閉鎖分、合閘，斷路器間隔或其他間隔氣壓降低至某定值時，應能發出「SF6 壓力異常」光宇牌信號。

2. GIS 的運行監測

為了提高 GIS 運行可靠性和降低運行費用，防止偶發性事件和故障的發生，使設備能按計划進行維修，目前國內外，特別是日本比較重視 GIS 體外診斷技術，即在設備不停電情況下，對設備進行在線檢測與診斷。一般監測項目主要有以下幾項：

（1） 導電性能監測。

主要是監測接觸狀態是否良好。使用的方法是：通過各種溫度感測器、X 射線診斷、氣壓監測等方法監測局部過熱，通過外部加速度感測器和計算機加以處理，檢測觸頭接觸狀態是否良好，是否有接觸電壓變化、觸頭軟化等現象。

（2） 開斷特性監測。

主要是監測操作特性，如開斷速度、行程、時間等參數及變化，也涉及到觸頭、噴口燒損情況及接觸狀態、氣體密度、累計開斷電流的監測與計算機處理等。

（3） 避雷器特性監測。

主要是通過監測泄漏電流是否增大以判斷避雷器的性能是否惡化。

（4） 絕緣性能監測。

該項目主要是監測 GIS 的局部放電，其次，還可監視SF6 氣體的密度。這是 GIS 故障診斷和在線監測最重要的內容之一。根據對局部放電產生的物理化學現象的不同，局部放電檢測方法分為聲、電、光、化四種，而診斷價值較高的是聲、電兩種。

3. GIS 的日常巡視檢查

（1）SF6 氣體壓力的檢查。

GIS 的斷路器、隔離開關、母線等各個氣室均裝設有氣體壓力監視設備。帶溫度補償的壓力開關（密度繼電器）可對SF6 氣體密度進行自動監視，還可以通過壓力表進行輔助監視。日常巡視檢查時，應記錄好各氣室的SF6 氣體壓力及當時環境溫度，並定期匯總，這樣可做到如下兩點：

1） 在SF6 氣體壓力降低到報警壓力之前，能及時發現 GIS 漏氣現象。

2） 能夠定量地計算出 GIS 的漏氣量，判斷漏氣對 GIS 運行的影響程度（是否要停止運行）。

SF6氣體壓力日常檢查記錄表如表 7-2 所示，其記錄方法如下:

1） 在溫度—SF6 氣體壓力記錄表上用「·」 號標出實測環境溫度下各氣室SF6氣體壓力。

2） 將「·」號沿等密度線移到－30℃線上。

3） 將「·」號繼續垂直下移至相應記錄日期欄中，並用「·」號標出。

4） 將「·」聯繫起來。如果連線呈傾斜狀（如記錄表例 1 所示），則表明該氣室漏氣；如果連線大致平行於溫度軸（如記錄表例 2 所示），則表明該氣室密封良好。

5） SF6 氣體壓力下降值的計算。以記錄表中例 1 為例，把5℃時SF6 氣體壓力0.45MPa 換算為 15℃時的氣體壓力 0.47MPa，與最初記錄的SF6 氣體壓力比較，即可求出90天內SF6 氣體壓力下降了 0.03MPa。

6） 預測SF6氣體壓力下降至報警值的時間（判斷補氣的緊急程度）。以記錄表中例 1 為例，假定SF6 氣體壓力比額定值低 0.05MPa時發出壓力降低警報信號，按例 1 的漏氣速度，60天後就會發出警報信號。則可在此期間內選擇停電方便的時間，查明漏氣部位並進行修理。

（2） 異常聲音的判別。

當 GIS 內部出現局部放電時，會通過SF6 氣體和外殼傳出具有某些特徵的聲音。由於電流通過導體產生的電磁力、靜電力而出現的微振動、螺母鬆動等，都會從外殼傳出的聲音變化反映出來。巡視檢查時，應留心辨別音質特性的變化、持續時間的差異，並判別出是否有異常聲音。

1） 放電聲。

GIS 內部的局部放電聲類似小雨落在金屬罐上的聲音。由於局部放電聲相當於或低於基底雜訊水平，並且局部放電聲的音質與基底雜訊不同，所以不難判別。不過有時必須將耳朵貼在外殼上才能聽到（或用探針聽）。如果放電聲微弱，分不清放電聲來自GIS 內部還是外部，或者無法判斷是否是放電聲可通過局部放電測量、雜訊分析和採用氣相色譜儀進行氣體分析來檢測 GIS 內部的絕緣狀況。確認放電聲來自 GIS 內部時，應停電解體檢修。

2） 勵磁聲。

勵磁聲是 GIS 外殼等金屬結構件在電磁力和靜電力的作用下產生微振動時發生的聲音。當 GIS 主迴路通過電流時，周圍就存在磁場，該磁場使 GIS 外殼、金屬台架等勵磁，並使它們之間反覆吸引，產生頻率為工頻倍數的振動。同時，由於電場的存在，也會使外殼在靜電力的作用下產生振動。電場是按工頻變化的，而靜電力的變化頻率則是工頻的倍數。所以，GIS 的勵磁聲與變壓器的勵磁聲相似，GIS 勵磁聲的基波頻率是工頻的 2 倍，即為 100Hz 。此外，電流互感器、電壓互感器、交流繼電器的線圈等也是勵磁聲的來源。

在日常巡視檢查時，如果發現勵磁聲不同於平時聽到的聲音，說明存在螺栓鬆動等情況，應進一步檢查。通常控制箱、櫃的門和外罩等薄板結構件在 100～120Hz 時發生共振產生的聲音尤為顯著。由於其音質隨固緊螺栓的鬆緊程度而變化，因而比較容易判別。如果懷疑 GIS 內部元件有異常變化，應估計到放電聲會同時發生，進行局部放電測量將有助於故障分析。

勵磁聲可用雜訊計和加速度計進行定量測定。

（3） 發熱和異常氣味的檢查。

正常運行時， GIS 外殼溫升應不超過允許值。當 GIS 內導體接觸不良時會導致過熱，並使鄰近的外殼出現溫升異常現象。外殼間連接導體接觸不良會使外殼產生異常溫升。因此，巡視檢查時應注意辨別外殼、扶手等處溫升是否正常，有無過熱、變色，有無異常氣味。懷疑溫升異常時，應測量溫度分布，查明發熱部位。將發熱部位的溫升與出廠試驗值或其他相溫升值比較，判斷溫升是否正常。懷疑 GIS 內部導體接觸不良時，可在停電後測定主迴路電阻，以判定接觸狀況。

（4） 對金屬部件生鏽的檢查。

生鏽是由潮濕引起的。生鏽會導致金屬部件的腐蝕、動作不靈活、接觸不良等。根據環境條件的不同（溫度、濕度、腐蝕性氣體……），生鏽程度亦有很大差別。當發現生鏽時，必須採取應急措施，防止生鏽的發展。對於金屬外殼、台架等結構，主要檢查法蘭、螺栓、接地導體的外部連接部分有無生鏽。對操作箱和控制櫃，應檢查門密封墊的密封情況，換氣口是否滲水，電線管有無滲水，防結露的加熱器是否投入使用。特別是操作箱下部控制線的引入部分應密封良好，以免潮氣上升時在操作箱內結露。

（5） 分、合閘指示器和動作記數器的檢查。

檢查動作計數器的指示狀態和動作情況；檢查分、合閘指示器及指示燈顯示應符合實際。

（6） 其他結構部件的巡視檢查。

檢查操作機構的聯板、連桿有無脫落下來的開口銷、彈簧、擋圈等連接部件；檢查壓縮空氣系統和油壓系統中貯氣（油）罐、控制閥、管路系統密封是否良好，有無漏氣、漏油痕迹，油壓和氣壓是否正常；檢查操作箱的防水、防塵作用，內部有無水跡、塵埃痕迹；檢查結構是否變形、油漆是否脫落、氣體壓力表有無生鏽和損壞、SF6氣體管路和閥門有無變形，以及導線絕緣是否完好。

4. SF6氣體的管理

（1） SF6氣體的氣體濕度監測

運行中電氣設備的SF6氣體濕度監測是非常重要的。氣體濕度的高低對電氣設備的滅弧性能、絕緣強度以及電氣設備的壽命影響很大。斷路器隔室SF6氣體濕度要求較嚴，這主要考慮到滅弧隔室在滅弧時產生高溫，高溫下SF6氣體易分解或與氣體中水分等雜質合成一些有毒或腐蝕性化學物，如四氟化硫、二氧化硫、氟化亞硫醯等。腐蝕性物質明顯會腐蝕滅弧室內的金屬元件，增大主觸頭的接觸電阻和縮短使用壽命。對於頻繁操作的(如無功補償設備等)，若水分含量偏高會明顯腐蝕滅弧觸頭，使觸頭變短，最終由於滅弧觸頭不能滅弧而導致斷路器爆炸事故。

SF6氣體設備在充入SF6氣體24h後進行氣體濕度測量，其值為交接驗收值。設備運行後半年內再測量一次氣體濕度，以後每1～3年測量一次。根據《六氟化硫電氣設備氣體監督細則》(DL/T595)，對於用氣量少且充氣壓力低於350kPa的SF6氣體濕度外，運行中，只要不發生漏氣，可不必進行氣體濕度測量。SF6氣體設備氣體濕度測量要注意如下幾點：

1） 定期的測量應選擇乾燥、濕度低的季節，最好氣候條件相似。因為環境溫度、濕度對SF6氣體的濕度的測量影響較大。

2） 測量儀器使用前應採用乾燥的氮氣或合格的新SF6氣體沖洗測量管道。必須使用專用管道，長度盡量短，一般在5m內為佳。

3） 在測量前要充分清抹設備的SF6氣體測量介面，特別是戶外的設備，必要時可用電熱吹風機乾燥介面。

（2） 密度及壓力的監視

目前，SF6氣體電氣設備的氣體監視多數採用帶溫度補償、具有兩級報警的壓力表，也有一些採用密度監視繼電器，少數只採用壓力表。這三種監視手段當然首選具有報警功能的壓力表。下面分別討論這三種監視方法的日常管理措施：

1） 對於溫度補償、具有報警接點的壓力表，應每月進行一次壓力表讀數記錄，並分析記錄結果，防止由於報警迴路失靈而失去監視。

2） 密度監視繼電器由於不能觀察到壓力值，若密度繼電器或其報警迴路有異常，則不能起到密度監視作用，如果產生氣體泄漏將會引起嚴重後果。補救措施是定期(半年或一年)採用外接壓力表測量每一個隔室的壓力，根據溫度壓力曲線和歷史數據判斷隔室是否漏氣。

3） 只採用壓力表監視SF6氣體設備，應每天進行一次巡視，觀察壓力表數值。每周進行一次壓力表讀數記錄，並根據溫度壓力曲線判斷是否正常。

4） 根據有關規程，運行中的SF6氣體監視儀錶須每3～5年進行一次校驗。對於報警迴路的檢查，可結合二次設備定期檢驗進行。

（3） 補充氣及查漏

1） 補充氣：

SF6氣體設備發生漏氣是不可避免的。按有關規定，SF6氣體設備單個隔室的年泄漏量應小於1％，以此泄漏量計算，該隔室第一級報警需補氣的時間約為7年，若在7年內發生漏氣報警，說明該隔室的密封程度不合格。當SF6氣體設備發生氣體泄漏時，應立即進行補充氣，一般情況下，補充氣不需SF6設備停電，補充氣過程要注意如下幾點：

① 充入的氣體首先要經檢驗合格，充氣小車管道最好抽真空，條件不允許情況下也要用合格的SF6氣體沖洗管道2～3次。

② 環境濕度高低對補氣影響不大，但操作過程要注意充氣介面的清潔。濕度高的情況下可用電熱吹風對介面處進行乾燥。

③ 充氣前，最好調節充氣壓力與設備內SF6氣體的壓力基本一致，再接入充氣介面，充氣壓差應小於100kPa為佳。禁止不經減壓閥而直接用高壓充氣。

④ 充入設備內的氣體壓力應稍高於規定壓力，以補充今後氣體濕度測量所消耗的氣體量。補充氣的重量也要做好記錄，方便統計分析。

2） 查漏：

SF6氣體設備發生大量泄漏的現象極少見。若隔室發出補充氣報警後，又在30min內出現緊急隔離報警，或明顯聽到氣體泄漏聲音，說明隔室發生嚴重漏氣，應採取緊急措施進行隔離。大多數的情況下，SF6氣體設備都是發生輕微泄漏的。因此，在進行補充氣後應立即開展查漏工作。查漏過程要注意如下幾點：

① 查漏工作要確保人身安全，保持安全距離，加強監護。必要時要把設備停電後再進行查漏工作。

② 沒有檢漏儀時，可用發泡液(如肥皂、洗髮精)進行查漏，嚴禁用含有腐蝕性的發泡液。發泡方法靈敏度不高，大體上只能發現0.1ml/min以上程度的漏氣量。

③ 在大風的環境中或極微量漏氣時，可採用收集法，即用密封袋把懷疑部分包紮起來，待一定時間後再使用檢漏儀測量袋內SF6氣體的濃度。

來自西太電力人

編輯：江湖君

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