GIS高压断路器常见故障原因的分析与处理

处理

摘要：我国进入社会经济发展的新阶段，走到了城市化发展的中后期，为服务经济发展，推动社会进步，提升人民生活质量，需要进行更多的电力工程建设，GIS高压断路器是电力系统的关键组件，其在电力系统中起控制（投切负荷）和保护（切断故障）作用。GIS高压断路器一旦发生故障，将直接危害整个电力系统的安全与稳定。国内外众多针对GIS高压断路器可靠性的调查结果表明，机械故障是GIS断路器失效的主要因素。因此，开展GIS高压断路器机械故障原因与处理研究，对于提高电力系统的可靠性具有重要意义。

关键词：GIS；高压断路器；故障原因；处理 引言

近年来，气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insu⁃lated Switchgear，GIS）被广泛应用于国内新投运变电站中，具有绝缘性能优良、可靠性高、占地面积小、维护工作量少等优点。因其全封闭的特点，GIS在实际运行过程中会出现密封不良、内部放电等隐患、缺陷难以及时发现而导致设备故障跳闸，严重危害电网安全运行。

1简析常见GIS高压断路器故障

断路器拒分以及拒合故障。这是最常见的一种断路器故障，通过出现于电流保护装置。该问题是由以下几点原因造成的：（1）元件结构发生紊乱，例如突发性的铁芯卡死、由于长时间应用跳闸线圈导致其断路装置严重损耗或是老化，以上均是发生拒分故障、拒合故障的原因。（2）受到外部环境影响，加速发生拒分故障和拒合故障，如果实在正常电路的运行过程中发生流量不稳，很可能导致保护系统发生故障，从而使熔断装置发生异常。此类故障发生之后会导致越级跳闸，使上级电力运行系统出现使用障碍，由此一来会对用户用电造成严重影响。

2 GIS高压断路器常见故障处理

2.1断路器出现非全相运行时的处理方法

（1）断路器单相自动跳闸，造成两相运行时，如断相保护启动的重合闸没动作，可立即指令现场手动合闸一次，合闸不成功则应切开其余两相断路器。（2）如果断路器是两相断开，应立即选择正确的方式将断路器拉开。（3）母联断路器非全相运行时，应立即调整降低母联断路器电流，闭环母线倒为单母线方式运行，开环母线则应将一条母线停电。（4）非全相断路器所带元件为发电机时，应迅速降低该发电机有功和无功出力至零，再参照上述处理方法进行。

2.2断路器的检修

GIS断路器常常会出现漏气、压力异常等情况。针对这些情况，要具体情况具体分析，对症下药，才能解决问题。针对GIS断路器出现的漏气情况，可以使用专门的SF6检漏仪进行漏气点的排查，还可以使用气泡法、红外检测法来检查漏气。这几种方法各有优点，红外检测法是最准确的漏气检测方法，但是仪器的使用成本较高；气泡检测的局限性较大，只能应用在较为明显的漏气检测；SF6检漏仪是最常规的检漏方法，但是需要在静风状态下才能够检测到较为准确漏气点。对于查找到漏气点后，要及时进行漏气点的维修，并进行SF6气体的补足工作。针对SF6断路器密度继电器压力异常的问题,压力指数异常降低是由于漏气导致内部的气压严重不足，则需要及时补充SF6气体。压力指数异常升高，可能是由于压力表的不正常工作，还有可能是断路器内部过热导致气体膨胀从而压力升高，需要进行排查。采用红外成像及SF6气体组分测试等不停电手段，倘若指数还是异常升高，那么就是压力表的不正常工作导致的问题，需要更换压力表；采用停电进行断路器接触电阻测试，倘若指数还是异常升高，那么原因就是断路器内部过热导致气体膨胀从而使压力升高，那就需要对断路器内部增加散热装置。

2.3拒分的原因及措施

分闸操作时发生拒分、保护装置报控制回路断线、合闸线圈外观受损、合闸线圈内部断线，说明分/合闸线圈损坏不是由于哪一次操作造成的，而与每一次操作都有关系，中间的过程是一个长期、多次、缓慢、累积的过程。导致故障的

原因与该型号弹簧机构的产品设计、选材加工、材质性能、装配工艺、加工精度及现场环境等综合因素有关。(1)机构主体框架为非整件型夹板组装结构，分/合闸脱扣器为装配件，分/合闸线圈固定位置可调，脱扣器掣子与滚轮之间易产生装配误差。另外，机械振动会产生位移、形变，导致掣子在动作瞬间卡涩，使分/合闸线圈带电超时而受损。(2)掣子脱扣滚轮材质硬度偏低，表面受压后产生不同程度的凹痕，滚轮表面的摩擦系数增大，造成掣子动作时发生卡滞，掣子在动作瞬间受阻，使分/合闸线圈带电超时而受损。(3)机构箱密封不严，灰尘、潮气进入机构箱内，导致元件锈蚀、污染，机械传动系统运动不到位等故障，间接导致分/合闸线圈带电超时受损。上述因素都会导致分/合闸线圈带电超时，经过很多次累积，最终导致分/合闸线圈烧毁。从表面上看这是一起简单的控制回路断线引发的故障，但折射出产品内在质量隐患。发现问题后，我们更换了该机构的分/合闸线圈及掣子，并对机构进行了调试。所有螺栓按照力矩要求进行紧固，经机械特性测试、低电压动作及带开关保护传动试验正常后，开始运行。

3 GIS断路器不能操作而线路又不能停电时的处理方法

在GIS断路器接线方式下，某断路器因故闭锁不能操作，而线路又不能停电时的处理方法是，用拉开故障断路器两侧隔离开关的办法将故障断路器停电，操作时应注意以下事项。（1）当两串环并时，在用隔离开关解环前，将所有断路器的操作直流停用；解环后迅速恢复所有断路器的操作直流。（2）三串及以上环并时，在用隔离开关解环前，将故障断路器所在串的所有断路器操作直流停用；解环后，迅速恢复该串其他断路器的操作直流。

2.5GIS断路器内部异物处理意见及防范措施

针对某事故暴露出的制造工艺不精、产品质量欠佳的问题，提出以下处理意见及防范措施。（1）针对断路器内部异物放电，在生产制造环节开展试验验证，一是验证罐体金属异物能否放电，二是验证屏蔽罩内金属异物能否被吹出放电，三是验证灭弧室动触头铁拉杆内部异物能否被吹出。（2）加强GIS设备带电检测，缩短检测周期，针对断路器底部开展金属异物的超声波局部放电专项检测。若发现异常信号，立即停电检查。

2.6断路器液压机构故障处理措施

在处理GIS断路器液压机构故障时，应注意以下几方面：（1）在没有明确故障发生地点前应避免过多干预，断路器要尽量维持原本状态。这有利于维修人员进行检查，若是对其人工干预极易影响到维修人员进行后续检查，难以将发生故障的真正地点和原因。需要注意的是，绝不不能检修仍然在运行中的液压机构，这样可以避免意外发生。（2）防护措施必须到位，避免维修人员的生命安全遭受威胁。在拆卸过程中油泵电源必须保证断开。（3）还应该做好密封工作与清洁工作，以此避免其中进入杂质。因为在检修工作中，往往会采取主观诊断，那么相关诊断人员应拥有丰富的经验与过硬的实操能力，对此需进一步强化培训工作，从而确保检修工作质量。

结语

总之，GIS高压断路器作为电力系统中关键的控制和保护元件，提高其可靠性涉及多种学科的知识，仍需广大科研工作者进行深入研宄。

参考文献

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