利用气隔图分析处理GIS设备漏气故障的研究

李泽荣1张小娟2

（1国网山西省电力公司；2国网山西省检修公司）

摘要：GIS设备因其占地面积小、检修维护少等优点越来越多地应用在电网变电站中，但GIS设备一旦发生漏气问题将引起用户停电甚至电气设备损坏等严重后果，在实践中为了尽快确定并处理GIS设备漏气故障，引入了一种新的电气图纸—GIS气隔图，采用GIS气隔图可有助于准确快速处理GIS设备漏气故障。

关键词：GIS；漏气；气隔；故障处理

1前言

GIS（GasIsolatedSwitchgear）即气体绝缘金属封闭开关设备，它由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管、接地刀等元件组合而成的高压配电装置，GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件以单相或三相的方式密封在接地金属筒中。

因此GIS设备最重要的参数是其SF6气体压力值，只有SF6压力正常才能保证GIS设备正常运行，一旦发生SF6压力泄漏降低直至闭锁即为危急缺陷，必须立即停电处理，因此对GIS组合电器的维护主要是对SF6气体压力的监测和管理，它是确保GIS设备安全运行的关键。

2处理措施

在GIS组合电器设备内，SF6气体互不相通的密封间隔称为气隔，气隔内部各电气元件具有相同SF6压力，完整的GIS组合电器一般由多个气隔组成。各气隔的SF6气体相互隔绝，单个气隔内部SF6压力各处相同，因此，当发生GIS设备SF6气压降低时，首先要分清楚故障气隔。不同的气隔SF6气压降低，对设备安全运行构成的威胁也不同，因此采取的相应措施也不同。

GIS气隔图即是为说明GIS设备各SF6气隔分布和彼此之间的连接关系而绘制的工程图纸，通过气隔图不仅可以展示GIS设备的电气连接关系，更重要的是能将SF6气隔的分布清晰地展示出来，这对于处理GIS设备漏气故障有非常重要的指导意义。

GIS设备SF6压力降低后，SF6气体密度继电器动作，先报出SF6气体压力告警值，此时应立即汇报调度，并联系相关专业人员进行带电补气，如SF6气体压力继续快速下降，不能尽快带电补气，则应按照不同的气隔漏气，作出针对性的处理。

1、断路器及其各出线侧各气隔（线路侧电流互感器气隔、线路侧隔离开关气隔、线路侧避雷器气隔等）漏气时，应及时转移负荷，将断路器断开，停电检查（若其他气隔漏气，断路器则完全可以操作，若属于断路器气隔问题，此时的SF6气压尚可保证灭弧）。

2、断路器与母线侧隔离开关之间的各气隔漏气时，应及时转移负荷、将断路器断开，分别拉开线路侧、母线侧隔离开关，再有检修人员做停电检查。

3、母线侧隔离开关气隔漏气时，应及时转移负荷，将断路器断开，母线停电处理。

3案例

以某500kV变电站GIS设备发生漏气故障为例说明气隔图的用法。

某500kV变电站的500kV侧设备为GIS设备，采用二分之三接线，当前为正常运行方式，即一条出线负荷由2个出线开关共同带出。

某日7：44，省调监控中心收到报警信息“某站5043开关间隔气隔2SF6低气压告警”，（额定值0.50Mpa，告警值0.45Mpa，闭锁值0.40Mpa）；7：50汇报相关调度并下令远方遥控拉开5043断路器，通知相关人员立即进行检查后汇报；8：05运维人员汇报5043开关A相2#气隔SF6气压低至0.44Mpa，已达到告警值，漏气气隔为5043开关A相2号气隔，该气隔内包括5043-1刀闸、5043-17接地刀闸和5043-67接地刀闸。如图1中的GIS气隔图：

图中两条红线之间部分为一个气隔，通过图中的气隔分布的分析，可以看出5043开关2气隔中的设备因SF6气体压力降低而无法继续运行，因此5043开关需要停电处理，但对于整条线路来说也无法单开关运行，必须进行停电处理，原因在于虽然该线路的5042开关的任何部分设备都不包括在漏气气隔内，但是5042-2刀闸与5043-1刀闸之间通过金属导体电气连接为一体，而5043-1刀闸所在的2气隔SF6气压低，因此如果该线路单开关运行带有全电压的话，将使2气隔内的5043-1刀闸一侧的触头带有全电压，气隔压力过低必将引起该线路停电跳闸甚至损坏GIS设备的恶性事故。

通过以上分析确定该线路和5042、5043开关需全部停电，8：15相关调度下令将5042开关远方遥控拉开，并将5042、5043开关由热备转冷备用处理。后经检修人员对5043开关2气隔进行气密性检查，发现5013-17接地刀闸与本体连接处漏气，处理后恢复送电。

4总结

通过使用GIS气隔图进行分析，我们不仅可以得出常规的电气连接图，更能获得GIS设备的气隔分布信息，有助于判断GIS设备内部故障点，并得出准确的故障恢复方案，因此要求各类GIS变电站投产前必须绘制完整的GIS气隔图作为重要技术资料保存。

作者简介：

李泽荣（1984.07），男，汉族，山西太原，国网山西省电力公司调控中心，电网调度与监控运行，硕士，主要研究方向调度运行和变电站运维。

张小娟（1985.08），女，汉族，山西太原，国网山西省检修公司，电气试验，硕士，主要研究方向变电站电气设备电气试验。