提升GIS设备运行维护的管理能力
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作者: 林炜
摘 要： 以降低GIS故障率为目标，开始介绍GIS的产品特点，然后列举近年工作期间遇到的GIS典型故障，再结合设备的运行情况和本人的经验做法制定相应对策，从产品把关、人员培训、出厂验收、现场验收和状态监测五个方面来对提升GIS运行维护管理能力这个问题进行探讨，通过一系列的管理手段与实践相结合，最后点评以上做法取得的成效，同时提出今后的研究方向。
关键词： 东莞供电局；GIS；运行维护；管理
中图分类号：TN108.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210136－01
0 引言
GIS以其显著的优点备受青睐并大量安装运行，但由于各种产品质量参差不齐，加上质量监督管理、产品材料工艺、现场安装环境、施工人员检修技能水平的差异，GIS也逐渐暴露出各种问题，在我局运行至今发生过多起事故缺陷，加上GIS的检修周期长和检修难度大等特点，对电网安全稳定运行造成较大影响。因此，探索降低GIS故障率的方法和提高GIS运行维护管理能力成为当前迫不及待的课题。
1 GIS产品特点
GIS（gas insulated substation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6（绝缘性能和灭弧性能优异）绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。八十年代开始在我国投入使用，开始都为进口，随着我国生产能力的提高，逐渐有国产GIS产品出现并投入运行。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、噪音小、无火灾危险、环境适应能力强、维护工作量很小等特点，其主要部件的维修间隔不小于20年，在我局电网系统中GIS得到了越来越广泛的应用。虽然GIS故障较少，但万一发生故障后果却相当严重。因为GIS结构复杂、质量要求高、制造及检修工艺比较繁杂、检修时间长，其停电范围有时涉及非故障元件；而且检修工艺要求十分精细，稍有不慎就可能会造成检修质量问题。
2 GIS典型故障
近年来在本人工作期间发生过几起GIS故障，包括有母线杂质闪络放电、绝缘拉杆质量问题引起开关绝缘击穿、盘式绝缘子产生裂缝造成漏气以及绕击雷击中设备产生过电压造成开关内部绝缘击穿等。通过剖析我们又不难发现这里面既包括产品本身质量问题，又包括产品设计缺陷的先天性问题和生产安装过程中施工不当造成的问题等。找到根源，接下来就要对症下药。
3 提高GIS运行维护管理能力的对策与方案
为了降低GIS的故障率和提高其运行维护管理水平，尽可能杜绝GIS发生故障，减少人力物力的损失，确保设备安全可靠性，提高设备检修的质量，我们应该从以下几方面入手：
3.1 做好设备选型及技术改进工作，消除先天性设计缺陷
如果买到质量不好的设备，无论后期工作做得再多再好，设备一样会出问题，所以选择质量上乘的设备对电网安全尤为重要。但到底市面上那么多产品哪种好呢？质量要靠时间来考证，首先我们要建立一套准确详细的GIS设备台帐，对所有运行中的GIS各项数据进行记录，当发生GIS缺陷或故障后都要详细记录其故障特点，到一定周期后再进行统计，针对故障发生率以及故障类型对设备进行评估，评出优良中差几个等级，可以作为日后选择设备的重要依据。再者就是当发现某种产品缺陷或设计不合理时要及时向厂家反映并提出整改意见，可以使改进后的产品有更好的质量和稳定性，为以后的安全运行打好基础。
3.2 要加强对运行维护人员的培训，增进对GIS的认知和故障处理能力
GIS这种新型电气设备结构复杂，科技含量高，正因如此，我们更因该主动探索其结构、工艺和动作等原理，掌握必要的维护技能、监测手段、故障排除和事故处理方法，才不会太过依赖厂家，造成被动局面。我们应该定期组织相关培训，可以采取现场讲解、专家讲座、厂家培训甚至进厂培训，运用原理和实操相结合等手法来进行提升。针对设备组装完成后很难观测到内部情况，建议要抓住出厂验收以及现场安装等机会进行资料收集，并制作成图文并茂的课件以便给没到现场的人员进行学习。
3.3 针对产品的质量问题，要严把出厂质量关，把隐患消除在萌芽中
虽然广东电网公司一早就派出监造员常驻重点设备的厂家进行设备监造，而且出厂前也安排验收人员进厂验收。但由于各监造员和验收人员职业素质和责任心存在差异，监造和验收过程中往往会出现漏洞与盲区。据笔者了解，有不少监造和验收人员工作过程中就是在走过场，并没有真正起到监造和验收的目的，验收过后的设备一样出问题。为此，我们必须打造一支责任心强、技术力量过硬的专业监造和验收队伍，要让相关人员认识到自己所做的工作责任重大。在出厂试验环节，由于GIS设备是密封设备，不能随意开盖验收，所以试验见证就显得尤为重要，对重要试验一定要做到全程跟踪见证。对发现的问题一定要寻根问底，做到不谎报、不隐瞒。由此建议出厂试验见证人员要由经过考核并有丰富验收经验的人员胜任。
3.4 严格做好现场安装监督和验收工作，杜绝不当施工
由于GIS对安装环境要求特别高，所以验收人员应该了解GIS安装过程中的三大要素：即清洁度、密封性和真空度。大量安装实践证明，保证清洁度是GIS总装和现场安装中的首要任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差，为防尘可采用先洒水，待空气静止48h后才开始安装，要特别注意导体的清洁。密封性是GIS绝缘的关键，SF6气体泄漏会造成GIS致命的故障，因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。密封效果主要取决于罐体焊接质量，其次是密封圈的制造、安装调整情况。真空度是控制SF6含水量的重要保证措施，一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa，再继续抽真空30min。
3.5 做好对运行中的GIS的状态监测和维护管理，及时掌握设备状况，使其保持良好的工作状态
判断GIS设备的异常，预知设备的故障，根据设备的健康状态来安排检修计划，则需要对GIS设备进行状态监测。GIS设备状态监测主要有以下几项手段：
1）局部放电监测
GIS设备内部中的金属微粒、粉末和水分等导电性杂质是引发GIS故障的重要原因。GIS存在导电性杂质时，因局部放电而发出不正常声音、振动、产生放电电荷、发光、产生分解气体等异常现象。因此局部放电将是GIS状态监测重要对象之一。目前我们一般每年均对所有变电站的GIS设备采用特高频（UHF）电磁波检测法对其进行带电局放测试，到目前为止还没有通过该方法检测出设备的故障。另外我局还在个别站加装了实时GIS局放监测系统做试点，以验证这种新装置对发现GIS局部放电等其他缺陷的作用，所以这方面的监测效果以及实用性还有待进一步的研究和积累。
2）气体色谱分析法
GIS是采用SF6气体绝缘和灭弧的，其性能状态将是影响GIS的重要参数，因此其将是GIS状态监测重要对象之一。气体色谱分析法是采用气体色谱分析仪分析SF6在内部放电作用下的分解物成份（特别是SO2F2、SOF2含量）来判断局部放电情况。此方法对判断GIS是否发生内部故障是最直接有效的。
3）SF6气体的监测
SF6气体的监测，指的是SF6气体压力的监视，一般通过压力表或密度继电器来监视SF6气体的压力和密度，当其压力低于告警值时即发出压力低信号，实时监测SF6气体的压力情况。对压力值到达报警值时我们就要立即安排补气并做好记录加强跟踪，之后要结合每次补气的周期来计算设备的年泄漏率，用以判断设备的密封性是否良好。
4）红外测温监测
应用红外热像技术对GIS一次导线过流接触面进行检测，能够有效的对其导电接触面接触状态实施最直接和有效的监测。今年的迎峰度夏工作中我们采用了红外成像技术对所有GIS进行了检测，从检查结果来看，GIS导电接触面的运行状况良好。
通过以上从产品把关、人员培训、出厂验收、现场验收和状态监测五个方面入手，我们就能从源头抓起，贯穿于GIS从制造到安装的全过程，严把验收质量关。设备投入运行后定期进行巡检、维护和预防性试验，发现问题要尽快安排处理，防止问题扩大化，过后还要加强对修复设备的跟踪，确保其正常运行。
4 结束语
综上所述，根据问题所在提出对策，实施这一过程我们还需要健全的设备管理体制、完善的检修质量管理体系、齐全的设备管理台帐、高素质的检修队伍、运行队伍和设备管理人员以及先进的测试、分析设备。从今年年初以来通过开展一系列针对性措施工作来看效果还是不错的，对许多问题的预知性和消缺及时性都有了较大提高，不仅建立了详细的GIS台帐，在人员培训上也做了不少功夫，而且还成立了出厂试验见证专员小组严把验收质量关，另外通过状态监测的方式使我们更进一步地关注设备的健康状态并做出适时养护。实践证明，通过我们的努力，使GIS的运行维护管理能力得到进一步提升。但由于GIS设备故障存在突发性、隐蔽性和不确定性等因素，比如绕击雷可以躲避避雷器对母线及设备产生雷击过电压的案例，所以我们以后的努力方向就是探索和研究一些更为直观有效的监测和预防方法，为创先工作的早日实现创造条件。由于本人水平有限，对本论文的不足欢迎各位专家多提宝贵意见！
参考文献：
[1]电力设备预防性试验规程，中国电力出版社，2004.
[2]电气装置安装工程高压电器施工及验收规范，中国计划出版社，1993.
[3]陈华钢，电力设备预防性试验方法及诊断技术，中国科学技术出版社，2001.
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