1、提升 GIS 设备运行维护的管理能力摘要：随着 GIS 技术的不断进步与发展，GIS 设备已充分证明其运行相对稳定，具有较高的可靠性，重视 GIS 设备运行维护的管理在现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍 GIS 设备的主要特点，运行中存在的问题以及提升 GIS 设备运行维护的管理能力的有关内容。 关键词 GIS 设备；运行；维护；管理；对策；措施； 中图分类号：TK227 文献标识码： A 文章编号： 引言 GIS 设备由于其独特的优势，使得其在各变电站得到了越来越广泛的应用，而随着国民经济的日益发展，GIS 设备也应用到了国家的水利事业中，用于提高大型水利设施的供电可靠性。只有充分了解
2、GIS 设备的主要特点以及在运行中存在的问题，对 GIS 设备日常运行维护中的各个步骤和有关事项充分的重视和严格执行，并及时总结和改进，才能切实提高 GIS 设备的运行可靠性。 一、工程概况 白马泾泵站是目前武汉规模最大、华中地区最先进的大型排涝泵站，其自有的白马泾变电站由武汉供电设计院有限公司设计，湖北省电力建设第二工程公司施工，是武汉市东西湖区首套采用的 110kV GIS 成套设备的室内变电站，体现了我国电力系统的发展及系统运行可靠性的提高，也作为技术先进性的代表，表明了我国泵站系统供配电安全可靠性的提升。自白马泾变电站开工建设到稳定运行至今的两年多的时间里，经历了工程建设、设备到场及安
3、装，五防综保 GIS 联合调试，竣工验收等等阶段，目前运行维护情况良好，在 2012 年 7 月 12 日至 7 月 15 日武汉遭遇的大暴雨中为武汉市的防涝排渍工作的圆满完成做出了突出的贡献。 二、GIS 设备的主要特点 GIS 电气设备的研制成功，使得变、配电网络的运转方式和结构布局发生了巨大的变化，充分体现了集成化、小型化和美观化。GIS 的主要特点是结构紧凑、占地面积小、绝缘性能高、灭弧能力强、运输安装简单方便、运行维护工作量小、检修周期长、不产生噪音、无电磁干扰和不受外界环境条件的影响。 2.1 结构紧凑，占地面积小，节省了空间，使变电站构建规模缩小，降低了建筑工程投资费用。110k
4、VGIS 占地面积仅为敞开式的 15%,这一点对于地价昂贵，用地紧张，相对密集的符合中心和山区水电站来说非常有利。 2.2 绝缘性能高，灭弧性力强，提高了设备安全可靠动作的几率。SF6 具有优良的绝缘性能，其在 0.3Mpa 压力的绝缘强度就可达到变压器油的水平，而空气要达到相同的绝缘强度压力值必须达到 0.60.7Mpa。 2.3 运输安装方便。GIS 几乎将断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等不同类型的设备封闭在密闭的外壳中,一般是以整体或若干单元组成,便于统一运输和安装，可大大缩短现场安装的工期。 2.4 运行维护工作量小、检修周期长。由于 SF6 气体在灭弧过程中，使开断
5、电弧引起的弧触头磨损和烧伤小，可忽略不计，该断路器几乎不需要检修。其他设备均与外界环境隔离，不会像常规敞开式设备受外界环境影响大，运行相对稳定，运行人员的维护工作量减少了，检修周期也增长了。一般情况下，GIS 主要部件的维修间隔不小于 20 年。 2.5 载流部分及绝缘受外界环境条件的影响小。GIS 密闭的外壳不会使大气中的粉尘、沙粒、雨水直接和设备接触，因此，大气污染和暴风雨、雷电、大雾等环境因素和恶劣天气不会对 GIS 正常运行构成威胁。2.6 无线、电磁干扰小，安全性好。GIS 的金属外壳全部直接接地，屏蔽无线电信号、电磁信号能力强。使用安全可靠，无火灾危险，不必担心绝缘材料的老化和击穿
6、性损坏也不会造成人员触电危险。 三、GIS 设备运行中存在的问题 GIS 与常规敞开式高压设备相比具有很多优越性，如何才能保证 GIS 更安全、可靠、稳定运行的问题越来越被人们关注。由 SF6 气体的物理性质和化学性质决定了它的绝缘性能必然会受到水分、杂质、电极表面状态等种种因素的影响。 3.1 SF6 在常温下是极其稳定的气体，其惰性远远超过氮气和稀有气体。它不与碱液、白热的氧化亚铜、铜或银作用。在电弧、电晕和高温作用下，SF6 气体才会发生分解现象。当温度到达 4000K 以上,绝大部分解产物为硫和氟的单原子。当温度降低时，绝大部分分解物又还原为SF6 分子，但是有极少部分硫和氟的单原子在
7、重新结合的进程中与游离的金属原子及 SF6 气体中的水分发生化学反应，产生了金属氟化物和硫的低价氟化物。这些低氟化合物有较强的毒性和刺激性，对人体有危害，对许多绝缘材料、金属材料也有严重的腐蚀性。SF6 气体混入水分，如果水分仅以气体形态存在时，SF6 气体与固体分界面的绝缘性能几乎不受影响。但如果水分含量过多，由于水分在固体表面凝结，湿润绝缘表面，最终导致其表面绝缘性能下降，使设备运行存在安全隐患。 ?3.2 具有降低绝缘强度作用的杂质主要是尘埃、金属微粒等。当电极之间施加电压时，就有静电力作用于这些微粒，当静电力超过这些微粒的重量时，它们就会悬浮起来，并附着在电极表面，从而引起电极端部的电
8、场局部集中，使 SF6 气体间隙的击穿电压降低。稍有微小的火花放电，击穿电压就能降低 30%。因此，在装配、检修过程中必须认真地清除杂质以保证间隙的击穿电压强度。 3.3 一般电极表面愈粗糙，局部电场增强，对绝缘强度下降的影响越大；加工光洁度高的表面，要比粗糙表面绝缘强度高。电极表面积越大，表面上的弱点可能愈多，其击穿电压也愈低。从以上影响 SF6 绝缘性能的三个方面因素分析得出，我们应该着眼于分析研究如何避免 SF6 气体中含水量超标的问题，而 SF6 气体含水量的定期测量,也成为监测SF6 气体含水量是否超标的有效措施。微水含量的测量应在气室的湿度稳定后进行,刚投入运行时一般在 GIS 充
9、气 24h 后进行。新设备投运及分解检修后 1 年应监测 1 次；运行 1 年后若无异常,可间隔 1- 3 年检测 1 次。如湿度符合要求，且无补气记录，可适当延长检测周期。 四、提升 GIS 设备运行维护管理能力的对策 4.1 加强 GIS 设备的巡视管理 较之传统敞开式设备，GIS 设备占地面积小、体积小、重量轻；全封闭式的设备元件不受污染、盐雾、潮湿等外界环境的影响；设备的导电部分外壳屏蔽、接地良好，电磁辐射、电场干扰、操作噪音大大减少；SF6 气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能；操作机构具有高度运行可靠性。同时，GIS 设备也存在造价高、故障停电范围广、修复时间长、查找故障点困难等不足。
10、 4.1.1 GIS 设备巡视要点 针对 GIS 设备的工作原理、特殊结构和运行要求，在对 GIS 设备进行巡视维护时，主要掌握以下几个要点：设备的运行环境是否良好；设备外观有无异常、密封性是否牢靠；表计指示是否正常等。 4.1.2 GIS 设备巡视项目 a. GIS 设备运行环境巡视 GIS 室含氧量报警仪语音提示是否正常；GIS 室内 SF6 气体含量是否超标；GIS 设备附近有无异味、异声；照明、通风设备、防火器具是否完好；设备是否清洁、齐整、标志完善。 b. GIS 设备外观巡视 GIS 设备有无漏气现象；设备防护门是否关严、密封；阀门有无锈蚀、损伤，开、闭位置是否正常；绝缘法兰是否良
11、好；金属支架和保护罩外壳有无老化、油漆剥落；瓷套有无裂纹、破损或污秽；接地端子有无发热现象，金属外壳温度是否超过规定；接地装置是否完好。 c. GIS 设备表计巡视 断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关的位置指示是否正确，是否与实际运行位置相符；控制盘、汇控柜上各种指示灯、信号灯的指示是否正常，加热器是否按规定投入或切除；带电显示器指示是否正确；密度计、压力表的指示值是否正常；断路器的指示动作次数是否正常。 d. GIS 设备巡视记录 对运行中的 GIS 设备巡视检查完成后，应做好设备巡视检查记录和 GIS 气室压力记录。在填写记录的同时要留心与上一次的记录值及气体压力参考值相比较，以便发
12、现问题和解决问题。例如，在同一环境温度下，此次某一气室的气体压力与以往的记录值相比有下降，则可以判定设备有漏气现象。此时应着重检查现场压力指示指针是否在安全指示区域，对照设备铭牌或者现场运行规程的气室压力参考值进行判断漏气是否严重，是否需要做进一步的处理。 4.2 重视 GIS 设备气体压力的管理 GIS 设备气体压力值的正常与否能客观反映 SF6 气体含量是否正常，为避免因 SF6 气体泄漏造成人身、设备、电网的危险，运行维护人员应将气体压力管理作为 GIS 设备运行维护管理的一项重要工作。在各个 GIS 变电站的现场运行规程里，特别注明站内 GIS 设备气室压力值。 GIS 变电站因生产厂
13、家不同而压力值有所不同，但相同的是都对断路器气室考虑了报警压力和闭锁压力，断路器以外的其他气室只考虑报警压力，因此在 GIS 设备气体压力管理中起着重要的作用。 4.3 加强 GIS 设备资料管理 GIS 设备资料包括土建、电气设计图纸、设备出厂报告、试验交接报告等方面的资料，这些资料分别由施工方、设计院、厂家、试验单位提供。在现场运行规程中，应详细记录 GIS 设备铭牌、保护配置、运行操作注意事项、电气闭锁配置原则、设备异常运行及故障处理实例以及典型操作票等内容，运行维护人员每年定期对现场规程进行完善修改。同时，运行维护人员也应重视站里的 GIS 设备检修记录、试验记录的填写，如 SF6 补
14、气工作完成后，督促工作班组填写检修记录，要求当值人员及时更新设备运行记事资料，以备随时掌握设备运行状态，为大修技改计划等项目提供参考价值。 五、GIS 设备维护应采取的措施 5.1 GIS 运行维护的基本技术要求 5.1.1 GIS 室的安全要求。GIS 室内空气中的氧气含量应大于 18%或 SF6 气体的最大允许含量不应超过 1000L/L；室内应安装氧量仪、SF6 气体泄漏报警装置、足够的通风排气装置；应该备有防毒面具、防护服、塑料手套等防护用具；GIS 设备室应该配备专用的消防设施（如：CO2 灭火器、干粉灭火器） ；控制盘及低压配电盘内应严密封堵。 5.1.2 接地。在正常情况下，对运
15、行、维护人员易触及的部位（如GIS 外壳及金属构架）上的感应电压不应超过 36V。 5.1.3 温升。对运行人员易接近的外壳，其温升不应超过 30K；对运行人员易接近，但在正常操作时不需要接触的外壳，其温升不超过 40K；对运行人员不接触的部位，允许温升可提高到 65K。 5.1.4 通风。对运行、维护人员经常出入的场所，每班至少通风 1 次（15min） ；对运行、维护人员不经常出入的场所，在进入前应先通风15min。 5.2 设备维护可采取的有效措施 5.2.1 外泄的 SF6 分解物具有强毒性，防护不当会影响人体健康甚至造成中毒事故，因装有 SF6 设备的配电装置室，应装设强力通风装置，
16、并将风口设置在室内底部，排风口不应朝向居民住宅或行人。 5.2.2 进行气体采样和处理一般渗漏时，要戴防毒面具或正压式空气呼吸器，穿防护服并进行通风。 5.2.3 运用准确的监测数据可以更好地监视 GIS 运行的情况，快速发现缺陷，有必要安装 GIS 在线监测装置SF6 气体在线监测装置(压力,密度,温度)、SF6 微水监测装置和 GIS 局放监测装置 。 5.2.4 SF6 配电装置发生大量泄漏等紧急情况时，人员应迅速撤出现场，开启所有排风机进行排风。未佩戴防毒面具或正压式空气呼吸器人员禁止入内。只有经过充分的自然排风或强制排风，并用检漏仪测量SF6 气体合格，用仪器检测含氧量(不低于 18
17、%)合格后，人员才准进入。发生设备防爆膜破裂时，应停电处理，并用汽油或丙酮擦拭干净。 5.2.5 为防止接触电势的伤害，在正常操作 GIS 设备时，任何人都禁止触及外壳，并保持一定距离，手动操作隔离开关或接地开关时，操作人员必须戴绝缘手套。 结束语 尽管 GIS 设备具有优越于其他高压设备的种种特性，但只有我们了解 GIS 设备的特点，在运行维护过程中高度重视影响其正常工作的各种问题，加强日常巡视检查工作，及时发现威胁设备的安全隐患，针对性地采取有效的措施，这样才能提升 GIS 设备运行维护管理能力，使它更好地发挥其独有的功效，提高安全运行的可靠性。 参考文献 1陈家斌.SF6 断路器实用技术M.北京：中国水利水电出版社，2004：2- 4. 2康莉娟，王雨新.浅谈 SF6 气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的运行维护管理J，科技信息，2011， （26）. 3冯伟新. 浅谈 GIS 变电站应注意的问题J. 广东科技,2008,(12). 4DL/T 603-2006. 气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程S.
