何琦

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力資源的依賴(lài)型逐漸加大，電力企業(yè)為滿足電力用戶需求不得不在遠(yuǎn)距離傳輸之前將電廠生產(chǎn)的電壓升高，并在用戶使用之前將電壓降低，這種電壓的升降就是依靠變電站實(shí)現(xiàn)，GIS設(shè)備（氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備）是變電站的重要組成部分，可以將變電站中除變電器以外的一次設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)使之有機(jī)的組合成一整體，但近年來(lái)隨著變電站規(guī)模的擴(kuò)大，變電站GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題日益明顯，為電網(wǎng)的持續(xù)性、安全性和可靠性埋下隱患，文章以500kV變電站為例，對(duì)GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題的處理展開(kāi)分析，為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出努力。

關(guān)鍵詞：500kV變電站；GIS設(shè)備；耐壓局放問(wèn)題；處理

前言

500kV變電站即最高電壓等級(jí)為500kV的變電站，其通常以樞紐變電站的形式存在，其主要功能是通過(guò)與電網(wǎng)中的諸多關(guān)鍵點(diǎn)、下一級(jí)電壓的電力網(wǎng)連接和對(duì)若干輸電主干線路的匯集，以大、中型發(fā)電廠的身份與最高一級(jí)電壓電力網(wǎng)連接，使之成為相鄰電力系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)和下一級(jí)電壓電力網(wǎng)的主要電源，多個(gè)樞紐變電站和主干線路可以構(gòu)成電力網(wǎng)的整體骨架，由此可見(jiàn)500kV變電站在供電系統(tǒng)中占有重要地位。

1 500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題的處理依據(jù)

GIS設(shè)備是集聯(lián)絡(luò)、控制、測(cè)量、保護(hù)等功能于一體的高度集成化電器，近年來(lái)其憑借防火性能強(qiáng)、安全性和可靠性高、占地面積小、便于日常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)在變電站中得到廣泛的應(yīng)用，但由于其易發(fā)生耐壓局放問(wèn)題，導(dǎo)致其老化、受潮、構(gòu)件局部缺陷等故障多發(fā)，耐壓局放問(wèn)題既是GIS設(shè)備絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)，又是絕緣進(jìn)一步劣化的主要原因，當(dāng)GIS設(shè)備絕緣擊穿發(fā)生會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，對(duì)GIS進(jìn)行耐壓局放檢測(cè)對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的絕緣缺陷具有重要的意義，可以為采取有效措施控制爭(zhēng)取時(shí)間，保證GIS設(shè)備的可靠性，同時(shí)完善耐壓試驗(yàn)自身存在的缺陷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)GIS制造和安裝工藝的“清潔度”，并在此基礎(chǔ)上確定故障位置，針對(duì)性的進(jìn)行處理。

目前GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題主要依靠超聲波、脈沖電流、高超頻等檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)定位，超聲波檢測(cè)方法即通過(guò)在GIS設(shè)備外殼上直接加設(shè)傳感器，并在移動(dòng)手持傳感器的過(guò)程中找到耐壓局放故障的方法，其主要依據(jù)GIS設(shè)備發(fā)生耐壓局放問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生沖擊的振動(dòng)和聲音，傳感器對(duì)其信號(hào)進(jìn)行捕捉，現(xiàn)階段此方法已經(jīng)較為成熟，但由于聲音在六氟化硫氣體中的傳輸率只有每秒140米左右，而且高頻部分會(huì)快速衰減，所以雖具有抗磁干擾性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其信號(hào)模式復(fù)雜的缺點(diǎn)仍不能忽視；脈沖電流檢測(cè)又稱(chēng)耦合電容法，其主要是通過(guò)在GIS設(shè)備外殼貼上電容電極耦合，并利用其探測(cè)GIS設(shè)備發(fā)生耐壓局放問(wèn)題時(shí)導(dǎo)體芯上所隨之發(fā)生的電壓變化，所以其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，耐壓局放所產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)不可控的各種噪聲混合，使識(shí)別的難度加大，所以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中仍受到較大阻礙；高超頻檢測(cè)即通過(guò)對(duì)高超頻段內(nèi)某頻段進(jìn)行局部放電信號(hào)傳感，并通過(guò)架空線與500kV變電站母線上的電暈放電等形式實(shí)現(xiàn)300MHz頻段以上的抗干擾，使GIS設(shè)備的同軸結(jié)構(gòu)形成良好的波導(dǎo)，使其內(nèi)部的局放產(chǎn)生的超高頻電磁波實(shí)現(xiàn)有效地傳播。因此，此方法舍去了常規(guī)電氣測(cè)試方法中難度較大的電力系統(tǒng)干擾環(huán)節(jié)，改善了耐壓局放檢測(cè)的信噪比，通過(guò)三種檢測(cè)方法闡述可以發(fā)現(xiàn)高超頻檢測(cè)方法更適合于需要長(zhǎng)期進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的設(shè)備，脈沖電流檢測(cè)更適合于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)；超聲波檢測(cè)更適合于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，具體應(yīng)用要結(jié)合500kV變電站GIS設(shè)備實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行選擇[1]。

2 500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題的有效處理

500kV變電站GIS設(shè)備在電網(wǎng)正常運(yùn)行過(guò)程中起到重要作用，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生耐壓局放問(wèn)題在短時(shí)間內(nèi)很難準(zhǔn)確定位，影響電網(wǎng)供電可靠性，所以要做好500kV變電站GIS設(shè)備故障預(yù)防，例如運(yùn)輸過(guò)程避免因強(qiáng)烈震動(dòng)或撞擊致使設(shè)備內(nèi)部元件發(fā)生移位或松動(dòng)，安裝過(guò)程中規(guī)避密封不嚴(yán)或安裝錯(cuò)位等人為操作性失誤，避免出現(xiàn)氣室氣體外泄或外界水分流入等影響設(shè)備絕緣性的現(xiàn)象出現(xiàn)，另外，設(shè)備自身的選材質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或生產(chǎn)安裝過(guò)程中由于人為疏忽導(dǎo)致導(dǎo)電粒子存留于設(shè)備內(nèi)部、連接電極表面處清理不合格存在劃傷、毛刺等問(wèn)題都有可能導(dǎo)致500kV變電站GIS設(shè)備在未投入使用前就已經(jīng)存在故障隱患，由此可見(jiàn)，運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的有效預(yù)防是保證500kV變電站GIS設(shè)備不出現(xiàn)耐壓局放問(wèn)題的基本前提[2]。

在500kV變電站GIS設(shè)備投入使用中，如果發(fā)生耐壓局放問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備易老化、受潮或發(fā)生局部構(gòu)建缺陷，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行，所以在500kV變電站GIS設(shè)備發(fā)生故障時(shí)應(yīng)結(jié)合耐壓試驗(yàn)、局放試驗(yàn)和耐壓局放檢測(cè)辦法準(zhǔn)確定位發(fā)生位置并有效進(jìn)行控制，這依賴(lài)于日常工作中對(duì)運(yùn)行人員相關(guān)設(shè)備故障分析及故障點(diǎn)判斷知識(shí)的培訓(xùn)力度，因?yàn)镚IS設(shè)備罐體發(fā)生耐壓局放問(wèn)題從設(shè)備表面并不能直接判斷，需要結(jié)合保護(hù)動(dòng)作報(bào)告、故障錄波器報(bào)文等進(jìn)行分析判斷，并在此基礎(chǔ)上對(duì)氣室壓力值、防爆膜進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，此過(guò)程需要利用內(nèi)窺鏡、觀察窗等工具檢測(cè)是否存在無(wú)粉末狀分解物，通過(guò)錄波電流方向逐步確定故障發(fā)生位置，并結(jié)合判斷位置的氣體取樣分析是否真正發(fā)生耐壓局放問(wèn)題[3]。值得注意的是如果500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題已經(jīng)導(dǎo)致GIS設(shè)備發(fā)生明顯的故障，那么在故障點(diǎn)準(zhǔn)確判斷前不應(yīng)強(qiáng)行送電，應(yīng)在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定主設(shè)備未在耐壓局放問(wèn)題下發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷的前提下進(jìn)行送電，如果設(shè)備故障嚴(yán)重要求現(xiàn)場(chǎng)解體時(shí)，考慮到500kV變電站GIS設(shè)備組成中的六氟化硫氣體有毒性和其在耐壓局放問(wèn)題下的反應(yīng)，應(yīng)佩戴防毒面具，以免發(fā)生危險(xiǎn)。在具體操作中應(yīng)避免六氟化硫氣體流入大氣，先對(duì)其進(jìn)行回收，考慮到六氟化硫氣體受潮會(huì)影響GIS設(shè)備正常運(yùn)行，所以在解體操作的過(guò)程中應(yīng)注意周?chē)鷿穸葢?yīng)在70%以下，并在重新安裝前對(duì)設(shè)備內(nèi)部六氟化硫氣體進(jìn)行檢漏試驗(yàn)，防止因人為安裝不到位，導(dǎo)致氣體外泄發(fā)生危險(xiǎn)，在設(shè)備罐體更換后要對(duì)新的罐體重新進(jìn)行耐壓和局方檢測(cè)，以此杜絕新的問(wèn)題發(fā)生，在進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中同樣要注意隔離外加試驗(yàn)電壓與帶電運(yùn)行設(shè)備的刀閘斷口應(yīng)在兩個(gè)以上，防止擊穿設(shè)備等故障發(fā)生[4]。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，500kV變電站GIS設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生耐壓局放問(wèn)題主要是因?yàn)樽杂山饘兕w粒進(jìn)入或發(fā)生毛刺放電、電位懸浮、絕緣內(nèi)部缺陷、屏蔽罩松動(dòng)、導(dǎo)電桿接觸不良等原因，在處理的過(guò)程中主要針對(duì)危害性較大或可能導(dǎo)致較嚴(yán)重后果的問(wèn)題進(jìn)行，如自由金屬顆粒進(jìn)入這類(lèi)問(wèn)題可以不進(jìn)行直接處理，在定期檢測(cè)后根據(jù)其變化趨勢(shì)選取某時(shí)間段統(tǒng)一處理即可。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，500kV變電站在我國(guó)供電系統(tǒng)中起到重要租用，而GIS設(shè)備是500kV變電站的重要組成部分，其出現(xiàn)耐壓局放問(wèn)題會(huì)直接影響500kV變電站的功能發(fā)揮，所以明確500kV變電站GIS設(shè)備耐壓局放問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并有針對(duì)性的進(jìn)行有效處理是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升電網(wǎng)安全性、可靠性的必然選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]陳玉全.500kV變電站GIS設(shè)備運(yùn)行維護(hù)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2011，11：.58-60.

[2]劉俠.GIS設(shè)備安裝調(diào)試技術(shù)在500kV變電站電氣施工中的應(yīng)用研究[J].通訊世界，2014，8：68-69.

[3]徐節(jié)，劉瑋，張建德，等.500kV十堰變電站220kV GIS設(shè)備管母支撐角鋼運(yùn)行情況分析[J].湖北電力，2014，8：23-26.

[4]張煒，楊明，李峰，等.500kV地下變電站GIS設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)研究[J].華東電力，2009，11：1912-1914.