GIS刀闸故障原因分析及处理措施

GIS刀闸故障原因分析及处理措施

吴创权

广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000

摘要：GIS设备凭借诸多的优势广泛应用于变电站中。文章以GIS刀闸为研究对象，阐述了GIS刀闸的特点及其安全操作规范，并针对其常见故障提出相应的措施进行防范，旨在进一步提高设备运行的可靠性和安全性，保障作业现场安全，确保检修质量，提高工作效率，助力于提高变电站运行的安全性及可靠性，可供参考。

关键词：电力系统；GIS设备；故障分析；防治措施

近年来，由于城市中心区的用地越来越紧张，电力负荷的增长与中心区的变电站建设用地矛盾越来越大。GIS设备由于具有结构紧凑、可靠性高、抗震性能好、噪音低和维护量小以及不受外界环境条件影响等优点，在电力系统中得到了越来越广泛地应用。但GIS与传统的敞开式设备相比，直观性不强，一旦出现故障，对故障点的检测及故障排除相对比较困难，恢复供电慢，事故处理费用高。GIS刀闸是变电站不可或缺的改变系统运行方式及检修隔离的重要设备，其运行状况直接影响倒闸操作的安全，对保证电网的安全稳定运行极其重要。文章针对GIS刀闸的安全操作、故障问题以及预防措施展开探讨。

1GIS刀闸及其安全操作规范

1.1GIS设备的特点

GIS（GASINSULATEDSWITCHGEAR）设备是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，广泛应用于变电站中，特点有：结构紧凑、体积小、可靠性高、；整体结构为全封闭式，基本不会受到潮湿等环境的影响；以SF6气体作为绝缘介质，使设备具有了良好的绝缘和灭弧性能；运行安全、可靠，检修周期较长、维护工作量小。

1.2GIS设备安全操作规范

GIS能够借助电气闭锁来实现刀闸操作，通常情况下，当所有的闭锁回路全部正常时，刀闸操作基本不会发生误操作的情况，但必须指出的是，GIS本身为全封闭式结构，无观察孔，若是设备运行时间过长，或是操作过于频繁时，在倒闸时，可能会引起隔离开关假的分合现象，由此容易造成GIS误操作事故。为了确保GIS设备在运行过程中的安全性和可靠性，必须严格按照操作规范进行操作。

1）通过教育和培训的方式，不断提升GIS设备运行人员的专业技术水平及工作严谨性，使其保持良好的工作态度进行倒闸操作任务，减少并杜绝人为因素引起的GIS设备操作问题。

2）严禁对GIS设备进行解锁操作，同时当刀闸处于合位状态时，不得对接地刀闸进行操纵。此外，不得对运行GIS设备中的隔离开关、接地刀闸以及断路器等进行手动操作。

3）由于在GIS组合电器中，隔离开关以及断路器等均没有明显的断开点，所以只能够通过操作机构的分合闸指示器来确定上述设备的位置，这就要求运行人员在检查隔离开关及断路器的分合闸位置时，必须仔细、认真，切不可马虎大意，以免引起安全事故，如有必要可以参考后台显示位置或以遥信遥测信号灯作为指示器位置的判断依据。

4）完成操作之后，应当将刀闸电机的电源开关拉开，避免GIS刀闸运行时因控制回路发生故障引起自动分合闸现象；如果刀闸电机的电源需要投入时，应当先将刀闸的控制电源开关断开，然后再将刀闸电机的电源开关合上，最后合起刀闸控制电源开关即可。

2GIS刀闸故障的有效预防措施

GIS刀闸的内部机构如图1所示。在实际应用中，分合闸不到位是GIS刀闸运行中最为常见的故障问题之一，下面就这一问题展开详细论述。

图1GIS刀闸内部机构示意图

1.隔开开关传动；2绝缘拉杆；3筒体；4.绝缘子；5.中间触头；6.动触头；7.静触头

2.1故障问题分析

1）刀闸分闸不到位。当此类故障发生时，拉开断路器两侧隔离开关时，如果刀闸的分闸不到位，可能会导致动静触头无法完全分离，在合闸时，将会引起倒负荷合刀闸的情况发生。例如，某变电站的值守人员在执行某线路203开关由冷备用转为检修的操作时，在合起该线路接地刀闸的过程中，Ⅰ母线的差动保护动作，致使Ⅰ、Ⅱ母线失压。通过分析后发现，造成这一故障问题的原因是隔离刀闸的连接机构因密封不良而进水，致使刀闸传动轴、轴封及齿轮等部件锈蚀引起卡涩，从而使得B、C相刀闸分闸不到位。

2）刀闸合闸不到位。在设备送电的过程中，合起开关之后，如果刀闸合闸不到位，会造成线路中无电流运行或是缺相运行，若是刀闸的动静触头没有完全借助，极可能产生放电现象，由此会造成设备温度急剧升高，严重时可能会导致弧光接地短路。例如，某变电站所购置的GIS设备在出厂时因厂家失误将储能弹簧装错，采用了力学性能相对较低的弹簧，设备运行过程中因弹簧疲劳老化致使动力不足，加之传动部分出现锈蚀导致卡阻致使传动力不够，而且刀闸拐臂的角度也没有调整好，从而使A相无法完全接触，B、C相的动静触头未接触，致使线路缺相运行。

2.2GIS刀闸故障的防治措施

1）对刀闸的分合闸位置进行检查。①可以通过各相隔离与接地开关机构箱上的观察窗对分合闸指示牌进行检查，看是否正确，如果能够清楚地看到绿色的“分”字位置，表明刀闸为分闸状态，若是为红色的“合”字，表明刀闸处于合闸状态，这是最为直接的显示部分。②刀闸分合闸外部的传动主要是凭借连杆来传输动力的，如果是三相联动机构，可对连杆的动作情况进行观察，如连杆是否卡阻、本体是否存在扭曲、断落等现象。

2）对二次设备的转换情况进行检查。二次设备转换主要是凭借机构箱内的辅助开关转换接通或是断开相应的二次接点来实现的，故此，全部二次接点应当同时完成转换，对它的检查可以从如下几个方面进行：①对汇控箱刀闸的位置指示灯进行检查，如果指示灯的红灯亮起，表明刀闸合闸二次辅助接点已经转换到位，若是指示灯的绿灯亮起，表明刀闸二次辅助接点转换到位，当指示灯没有任何颜色的灯亮起时，说明刀闸分合闸辅助接点未接通，刀闸应当处于分合闸中间的位置处。②当刀闸二次辅助接点转换成功以后，监控系统会自行发出变位报文，如果报文内容是分位复归，说明刀闸二次接点已经不再完全分闸状态，开始进行合闸；若是报文内容为合位动作，则说明二次接点合闸状态已经转换到位。此外，在进行倒母线操作的过程中，当母线两侧的刀闸同时合起时，应当发出切断继电器同时动作的信号。③当设备的二次保护电压为母线电压时，二次电压的切换也是凭借母线侧刀闸二次辅助接点将母线电压接入保护的，若是母线侧的刀闸分合到位，线路保护电压会获得或是失去保护电压，当母线侧刀闸操作完毕后，可通过对线路保护屏保护电压的实际变化情况的检查，来判断母线侧刀闸的二次转换情况。

3）声音判断。限于GIS刀闸的结构，运行操作人员只能够对刀闸的外部状况进行观察，但如果刀闸气室内的某个部件出现故障，却很难通过外部观察发现，如拔叉未能够叉在动触头杆上或是拔叉夹具断裂等，由此会造成外部动力无法传递到动触头的分合闸行程上，也会引起分合闸不到位的情况。因为所有的刀闸在正式使用前，全部都经过试验测试，其性能均为合格，所以操作前或是运行中，刀闸气室内部机构损坏的概率较低，为此，可在刀闸动作的过程中，检查人员可在观察拐臂动作的情况下，听刀闸气室内是否有异常的声响，借此来判断内部部件是否出现断裂、卡涩等问题，如果听到异常声响，必须立即停止操作，待进一步检查确认并恢复正常后，方可继续运行。

3结束语

总之，GIS设备的安全稳定运行对与保证电网的安全稳定运行极其重要，从总体上说GIS设备还是安全可靠的，但是最近几年广东电力系统中发生了多起GIS事故。笔者认为可以通过提高运行操作人员素质、制定严格合理的运行、操作规程，重视设备的维护管理和技术监测工作、针对常见故障制定预防措施，来防止缺陷发展，提高设备运行的可靠性，从而保证电站的安全可靠运行，避免因为故障造成的经济损失。

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