浅谈GIS设备故障诊断技术

浅谈GIS设备故障诊断技术

庄琼剑詹琦李云龙邹卫卫

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摘要：随着城市化进程的加快，科学技术的进步，GIS技术被广泛应用到人们的生产生活中，尤其在变电站、发电厂等方面。它在给人们带来便利的同时，也出现了许多故障，造成了一定的经济损失，不利于企业的发展。本文就GIS技术进行探讨与分析，并提出相关故障诊断方法，希望能对相关从业人员提供一些有价值的建议，推动GIS故障的解决。

关键词：GIS设备；故障；诊断技术

1.GIS设备概述

GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，它由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端部位等组成。GIS设备内部除了这些部件外，还充有一定压力的SF6气体。这种气体主要起着重要的绝缘作用，对GIS设备发挥着至关重要的作用。迄今为止，GIS技术已经被广泛应用到世界各地。GIS设备之所以能发挥这么重要的作用，与它得优点是分不开的。比如占地面积小、可靠性高、配置灵活、环境适应能力强等优点。然而GIS设备也存在不少的问题，比如故障抢修难的问题。因为GIS设备大部分没有故障恢复能力，而且设备封闭性强，维修空间狭小，一旦设备出现故障，而故障又不能及时被修复，会使得停电范围更广，造成的后果也远远要比普通设备严重得多，最终导致经济损失巨大。

2.GIS设备常见故障及原因分析

GIS设备凭借着可靠性高、环境适应力强等多个优点在电路的应用中所占的比例越来越大。但是它也有一些常见的故障，具体体现在以下几个方面。

2.1SF6气体泄漏

近年来SF6气体的泄露问题越来越值得关注。SF6气体泄漏会降低气体的绝缘性，影响设备的正常运行，造成经济损失和设备损坏，同时由于SF6气体的特殊性质还会对人们的身体造成威胁，严重的可能会危及生命。SF6气体在高温高压的条件下会进行分解，分解成硫性化合物等有毒物质，对人体造成严重伤害。造成SF6气体泄漏的主要原因是GIS设备老化，部件性能降低，或者密封垫功能退化，充气口密封性能不好等。对于气体泄漏这件事，工作人员要及时发现并更换合格的密封垫，必要时还可以对设备的SF6气体进行补充。

2.2SF6气体微水超标

由于水分子的渗透力极强，GIS设备在长期的运行中会不可避免的吸收空气中的水分，在与SF6气体相结合之后就会使得SF6气体微水超标。微水超标的原理是空气的水分以水蒸气的形式慢慢通过密封件，渗入水分，导致SF6气体中含水量持续上升。正常的SF6气体在特定条件下会进行分解，分解出单体的氟、硫和氟硫化合物，之后又会化合成稳定的SF6气体。如果气体在含水的情况下分解出氟硫化合物，就会产生腐蚀性很强的硫酸化合物和其他毒性很强的气体，严重的危害工作人员的生命安全。因此SF6气体微水超标是引起GIS设备故障的问题之一。

2.3开关故障

GIS开关故障也是比较常见的故障，它的发生主要是因为断路器、负荷开关、隔离开关或接地开关等元件的气体击穿，造成暂时的接触不良，有时候动、静触头在合闸时的偏移也会造成GIS设备开关故障。开关故障并不是一种设备大规模的损坏，它是短时间内的接触不良，造成设备暂时不能运行。虽然它不能对设备造成重大损坏，但是仍然会影响设备的正常运行，造成经济损失。因此解决掉开关故障这个问题能很好地保护设备，促进设备的正常运行。

2.4内部放电故障

GIS设备内部放电故障对设备的正常运行也会造成很大的影响。GIS内部放电故障较为典型的是电晕放电。电晕放电常常是因为外部的电压超过气体所能承受的绝缘气压，这是就很容易发生电晕放电现象。造成电晕放电的原因有很多，其中主要是因为制造工艺不达标。比如GIS设备内部存在的微小异物、毛絮、灰尘等，都会导致绝缘强度的降低，进而引起电晕放电。

3.GIS设备故障诊断措施和方法

GIS设备在人们的生产生活中所占的重要性越来越大，GIS设备出现故障，会严重的影响用电设备的正常运行，造成巨大的经济损失。根据物理和化学现象观测其变化特征规律，导出GIS设备故障的诊断方法，现有的诊断方法是根据以往经验，直接进行检测和故障诊断，这种方法虽然比较直接快速，但是局限性也很大，往往只能检测出表面上的故障，不能深入探讨设备故障的原因，因此提出以下几种GIS故障诊断措施和方法：

3.1GIS故障诊断措施

3.1.1提高制造工艺，检查密封材料质量

密封材料如果质量不佳，就会造成上文所提到的SF6气体泄漏和SF6气体微水超标问题。GIS设备的密封材料成本极低，但作用却很大。有很多SF6气体的泄漏都是因为密封材料质量不好，导致密封效果不好。对于GIS设备密封材料的选择，三元乙丙橡胶EPDM密封圈作为GIS的密封材料还不错。除此之外，还应该经常检查GIS设备的使用和损耗情况，定期清理划痕和灰尘，及时更新。因此，努力提高GIS设备的制作工艺，检查密封材料质量是解决设备故障的有效方法。

3.1.2加强GIS设备安装工艺要求

GIS设备的生产环节每一节都至关重要，不能放松，尤其对关键环节更要对其进行质量监督与检测，生产厂家应该全程参与GIS设备的安装全过程，到现场安装指导工作，规范现场安装行为规范，加强GIS设备安装工艺要求，提高设备安装质量。

3.2GIS故障诊断方法

3.2.1机械振动法

机械振动法，顾名思义，就是通过机械的振动来找出故障所在。首先要在GIS设备上安装加速度测量仪，借助一定的检测设备，通过设备局部放电产生振动，进而检测出故障所在。这种方法能较好的定位出故障的具体位置，且成本较低，操作原理简单，具有很好的检测发展前景。但是它也有其局限性，这种方法会受到设备操作动作和噪音的干扰，故灵敏度不高。

3.2.2化学法

化学法的做法是借助一定的检测装置，从GIS设备中提取一定的SF6化学气体，进行检测和分析，从而了解GIS设备的工作状态和潜在的危险。因为SF6气体在长时间运行中会进行内部放电或泄漏现象，分解出硫性气体，对人体有着极大的危害。这种方法操作简单，方便快捷，但要小心有毒气体的伤害，因此检测人员应该做好防护工作。

3.2.3超声波法

超声波法是指在设备外面装上元件，当设备内部出现局部放电或其他故障时，利用超声波，对设备进行检测，根据电信号来判断设备内部是否发生局部放电现象。这种方法相对于机械振动法来说，灵敏度高，抗干扰性好，检测时间短，不需要对设备本身做任何改变。

结束语：

随着经济的发展，科学技术的进步，GIS技术给人们的生产生活带来了巨大了便利，GIS设备也得到越来越广泛的应用，但是因为设备的监测手段和修复技术尚不成熟，GIS设备发生故障的概率在逐年递增，因此解决这些故障问题迫在眉睫。本文就对GIS设备异常与故障产生的原因进行了深入分析，并提出了相关的诊断方案，不断提供技术保证，希望能对GIS设备的安全运行提供一些有价值的建议。

参考文献：

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