ZF28-252/T4000-50型氣體絕緣金屬封閉開關設備GIS系統常見故障分析及運行維護注意事項一、SF6全封閉組合電器GIS常見故障及其處理1、故障分類GIS的常見故障可分為以下兩大類。（1）與常規設備性質相同的故障，如斷路器操動機構的故障等。（2）GIS的特有故障，如GIS絕緣系統的故障等。這類故障的重大故障率為0.1-0.2次/(所·年)。一般認為，GIS的故障率比常規變電所低一個數量級，但GIS事故后的平均停電檢修時間則比常規變電所長。運行經驗表明，GIS設備的故障多發生在新設備投入運行的一年之內，以后趨于平穩。2、常見GIS特有故障GIS的常見特有故障如下。2.1氣體泄漏氣體泄漏是較為常見的故障，使GIS需要經常補氣，嚴重者將造成GIS被迫停運。

2.2水分含量高SF6氣體水分含量增高通常與SF6氣體泄漏相聯系。因為泄漏的同時，外部的水汽也向GIS其室內滲透，致使SF6氣體的含水量增高。SF6氣體水分含量高是引起絕緣子或其他絕緣件閃絡的主要原因。2.3內部放電運行經驗表明，GIS內部不清潔、運輸中的意外碰撞和絕緣件質量低劣等都可能引起GIS內部發生放電現象。2.4內部元件故障GIS內部元件包括斷路器、隔離開關、負荷開關、接地開關、避雷器、互感器、套管、母線等。運行經驗表明，其內部元件故障時有發生。根據運行經驗，各種元件的故障率如表所示。元件名稱

開關

盆式絕緣子

母線

電壓互感器

斷路器

其他故障率

30%

26.6%

15%

1.6%

O%

6.7%注開關包括隔離開關和接地開關。3、產生故障原因分析3.1源于制造廠（1）車間清潔度差。GIS制造廠的制造車間清潔度差，特別是總裝配車間，將屬金屬微粒、粉末和而其他雜物殘留在GIS內部，留下隱患，導致故障。（2）裝配誤差大。在裝配過程中，使一可動元件與固定元件發生摩擦，從而產生金屬粉末和殘屑并遺留在零件的隱蔽地方，在出廠前沒有清理干凈。（3）不遵守工藝規程。在GIS零件的裝配過程中，不遵守工藝規程，存在把零件裝錯、漏裝及裝不到位的現象。（4）制造廠選用的材料質量不合格。當GIS存在上述缺陷時，在投入運行后，都可能導致GIS內部閃絡、絕緣擊穿、內部接地短路和導體過熱等故障。3.2源于安裝（1）不遵守工藝規程。安裝人員在安裝過程中不遵守工藝規程，金屬件有劃痕、凸凹不平之處未得到處理。（2）現場清潔度差。安裝現場清潔度差，導致絕緣件受潮，被腐蝕；外部的塵埃、雜物等侵入GIS內部。（3）裝錯、漏裝。安裝人員在安裝過程中有時會出現裝錯、漏裝的現象。例如屏蔽罩內部與導體之間的間隙不均勻；或沒有裝上去，及漏裝；螺栓、墊圈沒有裝或緊固不緊。（4）異物沒有處理。安裝工作有時與其他工程交叉進行。例如上建工程、照明工程、通風工程沒有結束，為了趕工期，強行進行GIS設備的安裝工作，可能造成異物存在于GIS中而沒有處理。有時甚至將工具遺留在GIS內部，留下隱患。上述缺陷都可能導致GIS內部閃絡、絕緣擊穿、導體過熱等故障。3.3源于設計設計不合理或絕緣裕度較小，也是造成故障的原因之一。例如，GIS中支撐絕緣子的使用場強是一個重要的設計參數。目前，環氧樹脂澆注絕緣子的使用場強可高達6kV/mm而不致發生問題。如果使用場強高達10kV/mm,起初可能沒有局部放電現象，但運行幾年后就可能會擊穿。3.4源于運行在GIS運行中，由于操作不當也會引起故障。例如將接地開關合到帶電相上，如果故障電流很大，即使快速接地開關也會損壞。3.5源于過電壓在運行中，GIS可能受到雷電過電壓、操作過電壓等的作用。雷電過電壓往往使絕緣水平較低的元件內部發生閃絡或放電。隔離開關切合小電容電流引起的高頻暫態過電壓可能導致GIS對地（外殼）閃絡。據報道，加拿人安大略水電站的500KVGIS有4次閃絡與隔離開關操作有關。4、處理對策4.1選擇質量好的產品

由上述，即使是國外產品也會發生事故或故障。因此，應當選用質量好的制造長的產品，并進行嚴格檢測。4.2選擇素質好的施工單位由上述，由于安裝工藝不良引起的故障率也是較高的。所以為減少故障率，應當選用管理水平高、工藝優秀的施工單位進行安裝。

4.3改進設計在設計盆型絕緣子時，應盡量垂直安裝；若平放時凸面應向上。這樣可以避免GIS元件里的金屬微粒、粉末聚集在盆型絕緣子底部。4.4嚴格進行出廠試驗包括試驗時間和試驗項目。例如，盆型絕緣子的故障率高，制造廠應對其進行長時問耐壓試驗，在額定電壓下持續加壓1000h以上。另外，對每個盆型絕緣子都要進行局部放電試驗。

4.5嚴格進行現場試驗現場試驗包括交接試驗和預防性試驗。根據國家標準GB501560-2006,GIS交接試驗項目及要求如下。（1）測量主回路的導電電阻。測量值不應超過產品技術條件規定值的1.2倍。（2）主回路的耐壓試驗。主回路的耐壓試驗程序和方法，應按產品技術條件的規定進行，試驗電壓值為出廠試驗電壓的80%。（3）密封性試驗。①采用靈敏度不低于lх10-6（體積比）的檢漏儀對各氣壓室密封部位、管道接頭等處進行檢測時，檢漏儀不應報警。②采用收集法進行氣體泄漏測量時，以24h的漏量換算，每一個氣室年漏氣率不應大于1%。值得注意的是測量應在GIS充氣24h后進行。

（4）測量SF6氣體微量水含量。微量水含量的測量也應在GIS充氣24h后進行，測量結果應符合如下規定：①有電弧分解的隔室應小于150ppm(μL/L)；②無電弧分解的隔室應小于250ppm(μL/L)；（5）GIS內部各元件的試驗。對能分開的元件，應按《標準》進行相應試驗，試驗結果應符合規定的要求。

（6）GIS的操動試驗。當進行GIS的操動試驗時，連鎖與閉鎖裝置動作應準確可靠。電動、氣動或液壓裝置的操動試驗，應按產品技術條件的規定進行。（7）氣體密度繼電器、壓力表和壓力動作閥的校驗。氣體密度繼電器及壓力動作閥的動作值，應符合產品技術條件的規定。壓力表指示值的誤差及其變差，均應在產品相應等級的允許誤差范圍內。4.6認真進行日常巡視GIS日常巡視的主要項目如下。（1）斷路器、隔離開關、接地開關、快速接地開關的位置指示器是否正常；閉鎖位置是否正常。（2）各種指示燈、信號燈的指示是否正常，加熱器是否按規定投入或切除。（3）對隔離開關、接地開關，可以以窺視孔中檢查其觸頭接觸是否正常。（4）密度計、壓力表的指示值是否正常。（5）斷路器、避雷器的指示動作次數是否正常。（6）裸露在外面的母線，其溫度計的指示是否正常。（7）二次端子有沒有發熱現象，熔斷器是否正常。（8）在GIS設備附近有無異味、異聲。（9）設備有無漏氣、漏油現象。（10）所以閥門的開、閉位置是否正常，金屬支架有無銹蝕；有無發熱現象。（11）可見的絕緣件，有無老化、剝落，有無裂紋現象。（12）所有金屬支架和保護罩，外殼有無油漆剝落的現象。（13）SF6氣體的分解物有無泄漏現象。（14）接地端子有無發熱現象，金屬外殼的溫度是否超過規定。（15）所有設備的防護門是否關嚴、密封。（16）所有照明、通風設備、防火器具是否完好。（17）所有設備是否清潔、齊整、標志完善。4.7加強在線監測的研究在線檢測局部放電是GIS早期診斷的有效手段。近年來，我國對在線檢測局部放電研究取得一定進展，但尚未在現場推廣，還有許多工作要做。如干擾的消除、放電量的標定等。

4.8認真做好檢修工作GIS運行規程規定，GIS設備的小修周期一般為3-5年，大修周期一般在8-10年。檢修人員應熟悉檢修項目、技術規程和檢修工藝等。檢修的工藝流程框圖如圖所示。4.9常見故障分析4.9.1SF6氣體泄露

這類故障通常發生在組合電器的密封面、焊接點和管路接頭處。主要原因是由于密封墊老化，或者焊縫出現砂眼引起。每年因此需要對GIS補充大量的SF6氣體來保證正常工作壓力。這類故障比較普遍。原因分析金屬密封面表面有磕碰、劃傷；鑄件針孔，損傷；鋁合金面時間長老化、腐蝕加工時表面擦出不足、安裝時表面未清理干凈處理方法對于SF6氣體泄漏，通常先用SF6檢漏儀對漏氣間隔進行檢測，找出漏氣點。若為焊縫漏氣，將SF6氣體回收后進行補焊；若為密封接觸面漏氣，通常在回收SF6氣體后更換密封圈。4.9.2、水分超標微水超標的主要原因是通過密封件泄露滲入的水份進入到SF6氣體中，SF6氣體含水量太高引起的故障易造成絕緣子或其他絕緣件閃絡。微水超標的主要原因是通過密封件泄露滲入的水份進入到SF6氣體中。經過多年的運行，氣體中含水量持續上升無疑是外部水蒸汽向設備內部滲透的結果。原因分析吸附劑安裝不對橡膠、絕緣子的氣室可能會有烴氣，用露點法儀器檢測時，烴氣干擾，導致測量誤差；抽真空不足；存在空腔；保管不夠，環境影響；部件受潮；處理方法對于SF6氣體微水超標，通常辦法為回收SF6氣體后，用氮氣反復沖洗、干燥、抽真空，再充入新SF6氣體。

預防措施1、運輸、安裝工藝2、加吸附劑3、抽真空盡量越低越好，國標133Pa，工業上用50%，67Pa；4、陰雨天濕度大不允許安裝；4.9.3、內部放電4.9.3.1設備內部絕緣放電原因：絕緣件表面破壞，絕緣件澆注時有質；絕緣件環氧樹脂有氣泡，內部有氣孔；絕緣件表面沒有清理干凈；吸附劑安裝不對，粉塵粘在絕緣件上；密封膠圈潤滑硅脂油過多，溫度高時融化掉在絕緣件上；絕緣件受潮氣室內濕度過大，絕緣件表面腐蝕；處理：原材料進廠時嚴格控制質量加工過程時控制工藝零部件裝配時清理清理庫房、過程管理，真空包裝

4.9.3.2主回路導體異常原因：導體表面有毛刺或凸起導體表面沒有擦拭干凈導體內部有雜質導體端頭過渡、連接部分倒角不好，導致電場不均勻；屏蔽罩表面不光滑，對接口不齊；螺栓表面不光滑。螺栓為內六角的，六角內毛刺關系不大，外表有毛刺時有害導線、母線斷頭堵頭面放電，一般為球斷頭處理：控制尖角、磕碰、毛刺、劃傷清潔度

4.9.3.3罐體內部異常原因：罐體內部有凸起，焊縫不均勻；盆式絕緣子與法蘭面接觸部分不正常罐體內沒有清潔干凈運動部件運動時可能脫落粉塵；處理：認真清理，打磨焊縫；增加運動部件運動試驗次數，增加磨合200次所有打開部件必須嚴格處理；4.9.4、回路電阻異常4.9.4.1電阻過大、發熱，固定接觸面面積過大。接觸面不平整、凸起接觸面對口不平整、有凸起，接觸不良鍍銀面有局部腐蝕螺栓緊固對策：打磨涂防腐按縮緊力矩要求把緊螺絲4.9.4.2插入式接觸電阻大觸頭彈簧裝設不良；插入式長度小，接觸深度不夠；觸頭直徑不合適，對接不好；鍍銀腐蝕問題4.9.4.3導體本身電阻大材質本身雜質超標；焊接部分不均勻，有氣孔二、運行維護注意事項

1GIS設備投運前的檢查和驗收1.1安裝牢固，外表清潔完整，支架及接地引線無銹蝕和損傷，瓷件完好清潔，基礎牢固，水平、垂直誤差符合要求；母線伸縮節安裝符合廠家說明書要求。

1.2電氣連接可靠且接觸良好，接地良好、牢固。

1.3各氣室內SF6氣體的水份和全氣體分析報告合格，氣體壓力符合要求，無泄漏，壓力表（或密度計）應有有機玻璃護蓋并有防雨罩；各密封管路閥門位置正確，連通閥門均開啟，取氣閥應關閉。1.4液壓機構油位符合要求，無滲漏油，壓力值符合規定；彈簧機構儲能正常；機構電機運轉正常；機構加熱器正常。1.5開關、刀閘、接地刀閘分合操作動作正常，現場機械指示、匯控柜、測控屏及監控機顯示位置準確、一致；設備檢修后驗收，開關、刀閘、接地刀閘位置應與檢修前相符。1.6電氣閉鎖功能符合要求，指示正確；設備上的就地操作把手及解鎖/聯鎖切換把手應加裝五防閉鎖裝置；應要求廠家提供書面的閉鎖邏輯關系。

1.7本體清潔，油漆完好，相色標志、一二次設備名稱和位置標識齊全、正確、清晰；氣隔標識明顯，檢修記錄本中應注明氣隔顏色含義；刀閘、接地刀閘傳動桿及接地點按要求刷標志漆；氣室應有編號，氣室表計應有對應的氣室編號；纜線編號齊全正確；匯控柜內接線圖與實際設備一致，并有氣隔標識編號，交、直流小開關應有規格標識。1.8匯控柜、機構箱及測控屏封堵良好，內部無受潮、生銹和臟污情況，二次接線整齊，無松動。

1.9匯控柜呼吸孔應有紗網及防塵棉墊，溫、濕度控制器的定值在規定范圍內。1.10GIS室內空氣中的含氧量應大于18％或SF6氣體濃度不應超過1000uL/L。1.11GIS室內布置時，應在設備室底處安裝排風裝置，室內裝設SF6濃度報警儀和氧量儀，同時將通風設備的電源開關以及SF6濃度報警儀和氧量儀的顯示裝置安裝在室外。

1.12新投及大修運行前應按試驗規程進行試驗并合格，信號傳動正確。1.13新投設備技術資料齊全（變更設計的證明文件；制造廠提供產品說明書、試驗記錄、合格證件及安裝圖紙等技術文件；安裝技術記錄；調試試驗記錄；備品、備件及專用工具清單等）。GIS設備驗收中發現的問題實例GIS設備接地點基礎損壞GIS氣室間SF6氣體連接管路形狀不規范，油漆脫落GIS支架缺少螺母和墊片GIS機構箱和管母線下未封堵電纜溝GIS母線氣室間伸縮節連接螺桿緊固方式不明確，伸縮節起不到消除膨脹應力的作用。2GIS設備的運行規定2.1變電站現場規程中應明確本站GIS設備各氣室的額定、報警和閉鎖壓力。

2.2機構箱、匯控柜內的驅潮器應長期投入，加熱器按照規程要求投入。采用溫濕度控制器控制的加熱器，需常年投入。2.3正常時將匯控柜內的“遠方/就地”把手和相應開關測控屏內“遠方/就地”把手分別放“遠方”位置。匯控柜的解鎖/聯鎖切換把手應在“聯鎖”位置，鑰匙取下視同解鎖鑰匙保管。2.4運行人員應熟悉并掌握GIS設備組的開關、刀閘與接地刀閘聯鎖關系，并寫入變電站現場運行規程。

2.5運行中的GIS設備對于運行、維修人員易觸及的部位，在正常情況下，其外殼及構架上的感應電壓不應超過36V，其溫升不應超過30K。如果外殼可觸及，但在正常操作時無需觸及，其溫升極限可增加到40K。

2.6為防止異物進入和帶來潮氣，GIS室門應關閉嚴密，進出時應隨手關閉。3GIS設備的巡視3.1進入GIS設備室前應先通風15分鐘，且無報警信號。經常有人的每值至少通風1次（15分鐘）。進入電纜溝內或低凹處工作時，應測含氧量及SF6氣體濃度，確認空氣中含氧量不小于18％，空氣中SF6濃度不大于1000μL／L后方可進入。

3.2不準在GIS設備防爆膜附近停留，防止壓力釋放器突然動作，危及人身安全。3.3為防止跌落引起設備損壞和人身傷害，不要站在或斜靠在設備的氣體配管和電纜橋架上。3.4禁止攀爬到GIS設備上面或站在不穩定的平臺上進行工作。3.5在巡視檢查中，若遇到GIS設備操作，則應停止巡視并離開設備一定距離，操作完成后，再繼續巡視檢查。3.6因為氣室的SF6壓力（密度）是設備運行狀況的重要數據，所以每次巡視都要認真檢查和記錄壓力（密度）數據，每個氣室的表計必須檢查到位。對壓力值要與原有的數據進行比較，發現異常及時匯報。若SF6年泄漏率大于1%或壓力表在同一溫度下，相鄰兩次讀數的差值達0.01～0.03MPa時，應匯報上級，進行檢漏或補氣。3.7GIS設備巡視檢查項目：4GIS設備正常運行操作4.1當GIS設備進行正常操作時，為了防止觸電危險，禁止觸及外殼，并保持一定距離。操作時，禁止在設備外殼上進行任何工作。手動操作刀閘或接地刀閘時，操作人員必須戴絕緣手套。

4.2所有開關的操作，正常情況下必須在控制室內利用監控機或測控柜開關操作把手進行遠方操作，只有在遠方控制出現故障或其他原因不能進行遠方操作的，在征得相關領導同意，才能到就地匯控柜上進行操作。操作前，應確認無人在GIS設備外殼上工作，如發現有人在GIS室，則應通知其離開外殼后，方可進行操作。4.3GIS的開關、刀閘、接地刀閘一般情況下禁止手動操作，只有在檢修、調試時經上級領導同意方能使用手動操作，操作時必須有專業人員在現場進行指導。4.4需在就地匯控柜上進行操作時，首先要核實各設備的實際位置，確定要操作某一設備時，在匯控柜上將操作方式選擇開關打至“就地”，聯鎖方式選擇開關仍在“聯鎖”位置（聯鎖方式選擇開關等同于防誤閉鎖裝置，取消聯鎖視同解鎖，應履行解鎖批準手續），然后進行操作。操作完后，要及時把控制方式選擇開關切至“遠方”。最后查看設備的位置指示是否正確。

4.5當GIS設備某一間隔發出“閉鎖”或“隔離”信號時，應結合設備異常信號和設備位置狀態，查明原因，在原因沒有分析清楚前，禁止操作此間隔任何設備；同時迅速向調度和工區匯報情況，通知檢修人員處理，待處理正常后方可操作。

4.6凡GIS設備的維修或調試，需要拉合相應的接地刀閘時，均使用就地控制方式操作。操作前，首先聯系調度并檢查該接地刀閘兩側相應的刀閘、開關確已在分閘位置，然后才能操作。4.7操作GIS設備的接地刀閘無法驗電，必須嚴格使用聯鎖功能，采用間接驗電方法，并加強監護；線路側接地刀閘可在相應線路側驗電（電纜出線利用帶電顯示裝置間接驗電），變壓器接地刀閘可在變壓器側驗電。

4.8當線路檢修需要合線路接地刀閘時，具有線路側高壓帶電顯示裝置的，應檢查顯示裝置無電壓，同時用驗電器驗明無電后，再進行操作；若帶電顯示裝置有電壓，首先檢查確定帶電顯示裝置是否正常，若確實顯示有電壓，但線路側驗明確無電壓時，應與調度核實運行方式后，經工區主管領導同意后，方可進行操作。4.9開關檢修時，測控屏上有“遙控”壓板的，也應斷開。4.10刀閘、接地刀閘機構箱底部有解除/閉鎖選擇連桿的，正常應在解除位置并鎖住。在檢修時將檢修地點周圍的可能來電側刀閘和已合的地刀的連桿置于閉鎖位置，用常規鎖鎖住，將鑰匙放置于規定地點并做好記錄。4.11刀閘、接地刀閘有手動/電動切換開關的，正常應在“電動”位置。在檢修時將檢修地點周圍的可能來電側刀閘和已合地刀的切換開關置于“手動”位置。5GIS設備的異常和故障處理5.1當GIS任一間隔發出“補充SF6氣體”（或“壓力降低”）信號時，允許保持原運行狀態，但應迅速到該間隔的現場匯控柜判明為哪一氣室需補氣，然后立即匯報