摘要：现阶段，GIS设备成为220kV变电站中应用最为广泛的一类高压配电装置。这主要是由于该设备具有安全性能高、占地面积小、工作性能优良、灭弧性能良好以及绝缘性能良好等优势。根据使用地点的不同可将GIS设备分为两种类型，即为室内GIS设备和室外GIS设备。其中室外GIS设备是基于室内GIS设备的基础上安装了防雨及防尘装置，除此之外，二者的结构构造基本相同。
关键词：220kVGIS；故障分析；解决对策
1、GIS设备的特征
GIS设备的核心元件是由开断装置、导电回路、绝缘结构和操动机构等构成的断路器，断路器在开断过程中会有电弧出现，但是由于GIS设备内部充满了SF6气体，因此电弧会马上熄灭，并产生对人体有害的气体。GIS设备中还有传动机构、接地与隔离开关、避雷针、出线套管和电流互感器等装置，断路器的主要作用是在GIS设备发生故障时迅速切断主电路，防止电流短路造成GIS设备外壳爆炸，电流互感器的主要作用是测量主回路的电流。变电系统中GIS设备模型图。
2、220kVGIS设备运行过程中的常见问题
2.1、开关拒动情况
500kV某站在220kV#5母线转检修中，操作断开220kV分段2015开关时拒动，经检查无任何异常，信号及一次设备均正常，于是退、投2015开关的控制电源后，2015开关操作正常；由于开关在系统发生事故时拒动的后果极其严重，因此立即组织对其进行全面的检查处理，我公司自动化班通过检查监控系统操作历史记录发现，断路器发生拒动时，监控系统已顺利下发遥控命令，并且在退、投开关控制电源后，可以成功操作，确认监控系统遥控正常。因此要求厂家和施工人员进行现场检查、处理，由试验人员做开关的机械特性，分合闸有关试验没有发现问题，试验数据均符合要求，再对就地控制柜及断路器机构箱的所有接线进行检查，发现LCP就地控制柜内的端子座中间的联片来压实，对所有的该分段间隔的端子座中间的联片进行压实．最后对就地控制柜及机构箱内的所有接线进行再检查紧固，并按程序进行了互检、专检，未发现异常情况。施工人员检测跳闸线圈最低动作值正常，测量压力闭锁继电器线圈电压无闭锁信号，通过短接2015开关操作继电器箱的接点测试保护动作跳闸正常，最后发现2015测控装置KK开关的2015开关控制网路一接点有少许松动，进行拧紧，检查处理完毕后当天对2015开关试分合5次以上均能正确动作，在之后多年的运行操作过程中，没有再次出现2015开关拒动的情况，其他开关也无拒动现象发生。
2.2、SF6气体泄漏现象
GIS设备最容易出现问题的部分就是SF6的气体泄露。导致GIS设备SF6泄露的原因是密封圈的老化导致螺丝的的紧固能力达不到相应的标准，还有就是在套管连接处的密封圈没有固定紧。除此之外还有一个原因就是相关的设备没有达到相应的标准就已经使用，这类问题的出现直接与生产厂家有着直接的关系。
2.3、GIS的异常发热
GIS的异常发热可分为内部发热和外部发热两大类，内部发热主要有母线导体接触不良导致发热以及盆式绝缘子或支柱绝缘子绝缘下降导致发热两类。GIS在投运后，目前由于对电路接触情况缺乏有效监测手段，因此不可忽略GIS内部发热问题。导体接头接触不良，将直接影响GIS运行中通流能力，在运行中产生不允许的温升，甚至使局部烧熔，最终造成设备故障。
3、GIS设备运行中常见问题的解决措施
3.1、常见问题的防护与处理
1）应当在室内的底部设置一定数量的通风口、氧气含量测量仪以及气体泄漏报警装置等，如此一来，当SF6气体发生泄漏故障时，可以及时收到报警通知并利用通风口进行通风排气，以防止气体进入控制室。在气体充分排放完成之前，也就是室内氧气含量达到相关标准之前，禁止工作人员进入GIS室。
通常情况下，当SF6气体泄漏时，应保证排风实践达到20分钟以上，并且室内的氧气含量不得少于18%，否则不得让工作人员入内工作。
2）当SF6气体的含水量出现超标现象时，可通过气体处理车对其进行干燥及过滤处理。倘若SF6气体中的含水量严重超标，则可以更换吸附剂或者采用真空N2置换工艺。
3）为防止GIS设备的内部元件发生故障，日常工作中应严格控制GIS设备的原材料质量，并要定期清洁、清理设备中的零部件。
经相关调查研究发现，盆形绝缘子耐压时间的长短对其故障的发生有很大的影响，因而可以采用长期耐压试验的方式判断绝缘子是否发生障碍或者存在缺陷。此外，为防止金属粉末或微粒聚集在盆形绝缘子的地步，在设计及安装过程中，要保证盆形绝缘子处于垂直的状态。
为避免隔离开关发生故障，1）优化结构设计，避免出现由于结构不合理而引发故障的现象；2）长时间使用后，要及时更换隔离开关的元件，并要对其进行定期检修及温度检测，防止因开关的老化而造成故障的发生。
当电压互感器发生回路断线时，应依照规定及时将自动装置推出或者是采取继电保护措施。当熔断器发生熔断故障时，应立即将其更换并查找故障发生的原因。此外，应对切换回路进行定期检查，查看其是否存在接头松动、接触不良等问题。对于存在的问题要及时进行处理并查明原因，若无法自行处理或无法查明原因，则应立即上报。
3.2、GIS设备的运行维护与检修
（1）GIS设备的检修周期。GIS设备故障发生的时间大部分实在投入运行的第一年，因此，在这个阶段必须加大对设备的维护和检修，在GIS设备中日常维护中主要的内容是：检测元件指示器的位置和触头的接触以及隔离开关和绝缘子的位置是否正常，GIS设备是否存在绝缘子老化和气体泄漏等情况，除了通过肉眼观测故障之外，还需要加强对GIS设备中的粉尘和水分等杂物的检测和清理。GIS设备检修主要是分为大检修与小检修，大的检修时间一般周期一般为八年和十年，主要是对绝缘子和密封环的磨损与更换，对GIS设备室内微粒和粉末进行清除。小的检修周期一般为三年和五年，主要是对温度和压力进行检测，对吸附剂进行更换，对气体进行过滤和干燥。
（2）GIS设备检修安全的预防措施。GIS设备检修的过程中必须保证检修人员的人身安全，在检修的过程中指定专门人员协调相关工作，对检修人员的安全和注意事项必须充分注意，在检修之前必须办理相关的手续，严格执行工作的监护和许可制度，严格履行开工的标准，在检修时候，必须悬挂指示牌，检查人员必须在规定的区域之内活动，不得在不经允许的区域之内活动，在作业的过程中佩戴防护用品，在作业的过程中保持清洁，在拆除和恢复的时候一定注意不要发生碰撞，为了防止杂志杂质进入GIS设备中，清理之后壳体必须马上安装，对于暂时不可以安装的壳体，不能将保护盖取下。在检修之前，现场确认检修的工具和辅助材料，在工作开始之前确认带电部位，确认带电开关和隔离开关、接地开关和控制电源处于断开状态，在拆除过程中保护零件，做好防尘措施。打开壳体开关，强制通风，确保安全，拆除内部的导体，做好防尘措施。
总而言之，通过各项研究调查发现，GIS设备的制造、安装以及维护等方面的工艺对设备是否能安全地运行具有直接的影响。因此，应大力提高设备巡视的工作质量，及时发现设备的故障；定期开展SF6气体的组分分析工作，应用相关技术检测设备中是否存在散热或者放电的现象，以尽早排除设备中的安全隐患；制定设备的组成部件在不同环境及气候条件下的使用标准，并按照拟定的标准进行试验，以保证产品的质量。
参考文献：
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