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摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，变电站内使用的GIS设备，具有良好的绝缘性、灭弧性，而且占地面积小。本文以500kV GIS设备为例，首先介绍了主要元件，然后总结了运行维护要点，最后指出异常情况和处理方法，以供參考。
关键词：500kV;GIS设备;运行维护;异常情况;处理方法
在变电站内部，使用的GIS设备具有更多优势，相比于敞开式设备，不仅重量更轻，设备外壳均接地，不会受到噪音、电磁的干扰;而且设备内部是由六氟化硫SF6气体构成，可以提高绝缘性能[1]。结合工程实践，GIS设备的运行可靠性高，但同时也存在一些缺点，例如设备成本高，一旦出现故障会造成大面积停电，这就对维护工作提出了高要求。以下对此进行详细探讨。
1.500KV GIS设备的主要元件
1.1 金属外壳
GIS设备的外壳，不仅要具有较高的强度，还能降低涡流发热、磁滞损耗、外壳感应电流等指标。其中，外壳连接部分位于室外，为了避免雨水侵蚀，应在螺栓部位的外面涂抹硅树脂，在内面涂抹防水剂。
1.2 气室
在气室内，将隔离开关、断路器、接地开关等使用气体隔离开，利用SF6密度计监测运行状态[2]。其中，盆式绝缘子可将两侧气体隔开，承受两侧最大的气体压力差产生的机械强度，即：承受隔离的一侧，因内部电弧达到最大气体压力的状态，另一侧则是正常状态的压力差;或者隔离一侧在正常或维修状态时可能出现的最大压力，另一侧气体因完全泄露、处于真空状态的压力差。
1.3 波纹管
GIS设备中的波纹管，可以减小安装过程带来的误差，消除热胀冷缩或形变带来的影响。将GIS设备和振动源相连接，配置波纹管才能有效吸收振动。结合500kV GIS设备的实际情况，波纹管一般分为两种：一是普通波纹管，适用于一般情况;二是压力平衡波纹管，适用于需要补偿气压的部位。
2.500KV GIS设备的运行维护要点
2.1 日常巡检和养护
巡检项目包括：①听取设备的运行声音，判断有误异常声响;②闻室内的气味是否异常;③检查气室内的压力是否正常，低于正常值要及时补充;④检测气室内的环境温度、气体压力，形成完整记录;⑤记录断路器分合闸次数;⑥配电室内保持良好的通风;⑦检查汇控柜柜门的密封性，确保开关和继电器良好接触。
养护项目包括：①检测SF6气体中的水分含量，以满足标准要求;②检查主回路电阻值;③检查断路器密封面、充气接头的密封性;④检测传动密封部分，保证没有泄露;⑤检测密度继电器的指示，数值下降要及时补充SF6气体;⑥检查电气二次线是否牢固;⑦检查电动操作是否正常;⑧检测运动机构的同期性等。
2.2 SF6检漏和湿度测量
SF6检漏时，主要采用两种方法。一是定性测量，使用灵敏度较高的检漏仪器，探测GIS设备上的泄漏点，超过阈值就会发出警报，不仅方便操作，而且实用性强[3]。二是定量测量，经局部包扎或挂瓶，充气时间达到24小时后，使用检漏仪器进行检测，该测量方法更加安全。
在湿度测量上，前提是气室温度稳定，主要使用露点测试仪。为了提高测量结果的准确性，要求工作人员使用同一台仪器，并保证气路接头干燥，防止水分影响测量准确度。
2.3 设备资料的维护
GIS设备的使用资料，包括施工方资料、设计方资料、生产厂家资料、电气设计图纸、设备出厂报告、试验检测报告等。工作人员对这些设备资料进行维护管理，主要是设备铭牌、操作注意事项、异常处理方法等。GIS设备在使用时，要求严格执行规程，及时更新设备运行资料，以便掌握设备的运行状态。
2.4 维修注意事项
GIS设备采用全封闭构造，其中SF6气体是绝缘和灭弧的主要成分，在生产制造、元件老化的影响下，设备运行中可能出现水分渗入、气体泄漏等问题，影响运行安全性。因此，对GIS设备维修时，注意事项如下：第一，补充SF6气体时，首先保证气体质量达标，纯度控制在99.8%以上;水分、四氯化碳、酸度等指标，均要满足标准要求;气体充入前，保证管路整洁干燥，注意保护压力表[4]。第二，对GIS设备复装时，应保证密封槽面干净，彻底清理油污、杂质;密封圈老化后，应该及时更换;涂抹密封脂时，不能进入密封圈的内侧面，也不能和SF6气体相接触。第三，检修时，工作人员进入气室之前，首先要充分换气，促使气室内的含氧量达到18%以上，保证人身安全。
3.500KV GIS设备的一般异常情况和处理方法
3.1 SF6漏气故障
一般情况下，GIS设备的运行非常稳定，但在特殊环境中，例如高海拔地区，就容易出现运行故障。以SF6漏气为例，因密封结构遭到破坏，会降低设备的绝缘性能。对此，处理方法如下：①加大SF6气体的巡视力度，既要使用检漏仪器，又要形成真实的数据记录。②如果怀疑SF6气体泄露，且工作人员不能确定泄漏点，可以使用肥皂水涂抹在管道表面，从而定位泄露部位。③补充SF6气体时，将气体罐、补气压力值调整为一致，充气时保证匀速;充气前，还要详细检查气体罐，确保符合各项标准。
3.2 接线盒故障
SF6表的接线盒，容易出现渗水故障，会造成断路器异常停止。分析其原因，主要是设计时，没有安装在罐体较高部位，在降雨影响下，雨水沿着罐体向低处流，继而出现渗水现象。对此，处理方法是：密封时不要使用玻璃胶，随着时间延长会出现裂纹，影响密封效果。相比之下，选择使用防雨罩，可以降低渗水现象的发生率。
3.3 触头过热故障
触头接触不良，一方面会导致触头的弹性降低，另一方面因电阻值变大，会引起温度升高，严重时甚至会融化金属[5]。针对触头过热故障，处理方法如下：第一，测量回路电阻值。由于GIS设备构造特殊，无法单独测量断路器、隔离开关的接触电阻，必须测量断路器两侧的维护接地开关，得到相应的回路电阻值。将该数值和投产前的测量值比较，一旦阻值超标，结合故障电流、开断情况，确定检修方案。第二，使用红外热像仪监测触头温度，对于局部温度升高的情况，结合环境温度、负荷大小、运行数据，做出综合判断。
3.4 刀闸绝缘拉杆故障
500kV GIS设备使用的隔离开关，可能会产生隐形裂纹，在长期机械操作的影响下，刀闸绝缘杆上的裂纹会进一步增大，最终引起电场不均匀问题，甚至导致绝缘杆被击穿。对此，处理方法是及时更换新的刀闸绝缘杆，将裂纹引起的运行故障消灭在萌芽状态。
结语：
综上所述，GIS设备是500kV变电站中的重要仪器，直接关系到变电站的运行稳定性。分析可知，金属外壳、气室、波纹管是GIS设备的主要元件，文中总结了该设备的运行维护要点。针对SF6漏气故障、接线盒故障、触头过热故障、刀闸绝缘拉杆故障等异常情况，指出相应的处理方法，希望为实际运行管理工作提供经验借鉴。
参考文献：
[1] 依马木买买提·瓦阿甫，廖凯.750kV GIS设备的运行维护[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（9）：3860-3861.
[2] 隋新世，隋君斐，刘炳芹，等.智能变电站中GIS设备的运行与维护[C].//2014未来配电网形态及关键技术研讨会论文集.国网山东寿光市供电公司%，2014：137-139.
[3] 蓝伟胜.变电站GIS设备运行维护管理研究[J].城市建设，2012，（33）.
[4] 李鹏翔，陈建昆，文峰，等.数字化GIS变电站现场运行规程编写及运维探讨[J].贵州电力技术，2016，19（5）：13-16.
[5] 赵旭峰.500kV智能变电站验收、运行与维护[D].江苏：江苏大学，2014.
关键词：500kV;GIS设备;运行维护;异常情况;处理方法
在变电站内部，使用的GIS设备具有更多优势，相比于敞开式设备，不仅重量更轻，设备外壳均接地，不会受到噪音、电磁的干扰;而且设备内部是由六氟化硫SF6气体构成，可以提高绝缘性能[1]。结合工程实践，GIS设备的运行可靠性高，但同时也存在一些缺点，例如设备成本高，一旦出现故障会造成大面积停电，这就对维护工作提出了高要求。以下对此进行详细探讨。
1.500KV GIS设备的主要元件
1.1 金属外壳
GIS设备的外壳，不仅要具有较高的强度，还能降低涡流发热、磁滞损耗、外壳感应电流等指标。其中，外壳连接部分位于室外，为了避免雨水侵蚀，应在螺栓部位的外面涂抹硅树脂，在内面涂抹防水剂。
1.2 气室
在气室内，将隔离开关、断路器、接地开关等使用气体隔离开，利用SF6密度计监测运行状态[2]。其中，盆式绝缘子可将两侧气体隔开，承受两侧最大的气体压力差产生的机械强度，即：承受隔离的一侧，因内部电弧达到最大气体压力的状态，另一侧则是正常状态的压力差;或者隔离一侧在正常或维修状态时可能出现的最大压力，另一侧气体因完全泄露、处于真空状态的压力差。
1.3 波纹管
GIS设备中的波纹管，可以减小安装过程带来的误差，消除热胀冷缩或形变带来的影响。将GIS设备和振动源相连接，配置波纹管才能有效吸收振动。结合500kV GIS设备的实际情况，波纹管一般分为两种：一是普通波纹管，适用于一般情况;二是压力平衡波纹管，适用于需要补偿气压的部位。
2.500KV GIS设备的运行维护要点
2.1 日常巡检和养护
巡检项目包括：①听取设备的运行声音，判断有误异常声响;②闻室内的气味是否异常;③检查气室内的压力是否正常，低于正常值要及时补充;④检测气室内的环境温度、气体压力，形成完整记录;⑤记录断路器分合闸次数;⑥配电室内保持良好的通风;⑦检查汇控柜柜门的密封性，确保开关和继电器良好接触。
养护项目包括：①检测SF6气体中的水分含量，以满足标准要求;②检查主回路电阻值;③检查断路器密封面、充气接头的密封性;④检测传动密封部分，保证没有泄露;⑤检测密度继电器的指示，数值下降要及时补充SF6气体;⑥检查电气二次线是否牢固;⑦检查电动操作是否正常;⑧检测运动机构的同期性等。
2.2 SF6检漏和湿度测量
SF6检漏时，主要采用两种方法。一是定性测量，使用灵敏度较高的检漏仪器，探测GIS设备上的泄漏点，超过阈值就会发出警报，不仅方便操作，而且实用性强[3]。二是定量测量，经局部包扎或挂瓶，充气时间达到24小时后，使用检漏仪器进行检测，该测量方法更加安全。
在湿度测量上，前提是气室温度稳定，主要使用露点测试仪。为了提高测量结果的准确性，要求工作人员使用同一台仪器，并保证气路接头干燥，防止水分影响测量准确度。
2.3 设备资料的维护
GIS设备的使用资料，包括施工方资料、设计方资料、生产厂家资料、电气设计图纸、设备出厂报告、试验检测报告等。工作人员对这些设备资料进行维护管理，主要是设备铭牌、操作注意事项、异常处理方法等。GIS设备在使用时，要求严格执行规程，及时更新设备运行资料，以便掌握设备的运行状态。
2.4 维修注意事项
GIS设备采用全封闭构造，其中SF6气体是绝缘和灭弧的主要成分，在生产制造、元件老化的影响下，设备运行中可能出现水分渗入、气体泄漏等问题，影响运行安全性。因此，对GIS设备维修时，注意事项如下：第一，补充SF6气体时，首先保证气体质量达标，纯度控制在99.8%以上;水分、四氯化碳、酸度等指标，均要满足标准要求;气体充入前，保证管路整洁干燥，注意保护压力表[4]。第二，对GIS设备复装时，应保证密封槽面干净，彻底清理油污、杂质;密封圈老化后，应该及时更换;涂抹密封脂时，不能进入密封圈的内侧面，也不能和SF6气体相接触。第三，检修时，工作人员进入气室之前，首先要充分换气，促使气室内的含氧量达到18%以上，保证人身安全。
3.500KV GIS设备的一般异常情况和处理方法
3.1 SF6漏气故障
一般情况下，GIS设备的运行非常稳定，但在特殊环境中，例如高海拔地区，就容易出现运行故障。以SF6漏气为例，因密封结构遭到破坏，会降低设备的绝缘性能。对此，处理方法如下：①加大SF6气体的巡视力度，既要使用检漏仪器，又要形成真实的数据记录。②如果怀疑SF6气体泄露，且工作人员不能确定泄漏点，可以使用肥皂水涂抹在管道表面，从而定位泄露部位。③补充SF6气体时，将气体罐、补气压力值调整为一致，充气时保证匀速;充气前，还要详细检查气体罐，确保符合各项标准。
3.2 接线盒故障
SF6表的接线盒，容易出现渗水故障，会造成断路器异常停止。分析其原因，主要是设计时，没有安装在罐体较高部位，在降雨影响下，雨水沿着罐体向低处流，继而出现渗水现象。对此，处理方法是：密封时不要使用玻璃胶，随着时间延长会出现裂纹，影响密封效果。相比之下，选择使用防雨罩，可以降低渗水现象的发生率。
3.3 触头过热故障
触头接触不良，一方面会导致触头的弹性降低，另一方面因电阻值变大，会引起温度升高，严重时甚至会融化金属[5]。针对触头过热故障，处理方法如下：第一，测量回路电阻值。由于GIS设备构造特殊，无法单独测量断路器、隔离开关的接触电阻，必须测量断路器两侧的维护接地开关，得到相应的回路电阻值。将该数值和投产前的测量值比较，一旦阻值超标，结合故障电流、开断情况，确定检修方案。第二，使用红外热像仪监测触头温度，对于局部温度升高的情况，结合环境温度、负荷大小、运行数据，做出综合判断。
3.4 刀闸绝缘拉杆故障
500kV GIS设备使用的隔离开关，可能会产生隐形裂纹，在长期机械操作的影响下，刀闸绝缘杆上的裂纹会进一步增大，最终引起电场不均匀问题，甚至导致绝缘杆被击穿。对此，处理方法是及时更换新的刀闸绝缘杆，将裂纹引起的运行故障消灭在萌芽状态。
结语：
综上所述，GIS设备是500kV变电站中的重要仪器，直接关系到变电站的运行稳定性。分析可知，金属外壳、气室、波纹管是GIS设备的主要元件，文中总结了该设备的运行维护要点。针对SF6漏气故障、接线盒故障、触头过热故障、刀闸绝缘拉杆故障等异常情况，指出相应的处理方法，希望为实际运行管理工作提供经验借鉴。
参考文献：
[1] 依马木买买提·瓦阿甫，廖凯.750kV GIS设备的运行维护[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（9）：3860-3861.
[2] 隋新世，隋君斐，刘炳芹，等.智能变电站中GIS设备的运行与维护[C].//2014未来配电网形态及关键技术研讨会论文集.国网山东寿光市供电公司%，2014：137-139.
[3] 蓝伟胜.变电站GIS设备运行维护管理研究[J].城市建设，2012，（33）.
[4] 李鹏翔，陈建昆，文峰，等.数字化GIS变电站现场运行规程编写及运维探讨[J].贵州电力技术，2016，19（5）：13-16.
[5] 赵旭峰.500kV智能变电站验收、运行与维护[D].江苏：江苏大学，2014.