（云南省昆明供电局云南省650000）
摘要：对于电力行业来说，GIS的国际标准名称为“气体绝缘金属封闭开关设备”，这是对变电站诸多设备进行改革组装后形成的新设施。GIS设备的推广使用大大提高了电网运行的可靠性，同时该设备带来的故障问题也给设备运维工作增加了难度，对这些方面进行深入分析有助于优化电力设备的运行维护。基于此，本文首先制定了科学合理的故障排除方案，进而探讨了GIS设备的故障诊断方法。
关键词：GIS设备；故障；诊断方法；故障排除
1GIS设备常见故障类型
1.1SF6气体泄漏故障
SF6气体对于GIS设备的正常运行至关重要，一旦发生SF6气体的泄漏，就必然会导致GIS设备出现故障而无法正常的工作，进而会对整个电力系统正常运转造成极大的负面影响。GIS设备发生SF6气体泄漏故障的原因主要有两个方面，一是GIS设备的材料、加工、装配以及设计等环节存在着缺陷，二是密封材料由于长期使用而出现老化和破损的情况，从而导致SF6气体出现了泄漏。为了预防SF6气体泄漏故障，供电企业应高度重视对GIS设备材料质量的监测，并且还应保证加工、装配与设计环节符合规定的标准，同时还应定期检查GIS设备的密封性能，一旦发生泄漏的情况就应及时进行维修或者是更换。此外供电企业还应定期对存在泄漏的GIS设备补充一定数量的SF6气体，从而确保GIS设备的正常工作。
1.2SF6气体微水超标引起故障
SF6气体出现微水超标的问题主要是因为GIS设备中渗透了大量的水分子，水分子的渗透性极强，因此GIS设备在长期的使用过程中会出现大量的水蒸气渗入的情况，特别是当GIS设备的密封件出现故障时，水分子更容易渗入设备之中。GIS设备在运行的过程中纯净的SF6气体会受电弧放电或高温的影响，进而分解为单体的氟、硫和氟硫化合物，在这种情况下断路器室SF6气体含水量太高，就会引起绝缘子无法正常运行，从而导致GIS设备出现故障。工作人员应密切关注GIS设备内部的含水量，并且时刻检查设备的密封性，及时更换损坏的密封件，从而降低SF6气体微水出现超标的概率，确保GIS设备的工作性能。
1.3GIS设备开关出现故障
GIS设备出现的开关故障也会影响到整个电力系统的正常运行，而造成GIS设备开关故障的主要原因为断路器、负荷开关、隔离开关或接地开关等元件在实际的运行过程中受到影响而无法正常运行，同时还可能出现动、静触头接触不良的情况，这也会导致GIS设备出现开关故障。
1.4GIS设备内部放电故障
GIS设备内部放电故障中破坏最为明显的就是电晕放电，这主要是因为其出现的频率较高，电晕放电具体是指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。GIS设备内部出现电晕放电将会对整个设备的绝缘性能造成巨大的破坏，这主要是因为电晕放电的空间电荷在一定条件下会提高间隙击穿的强度，同时GIS设备内部的微小异物、毛刺等物质较多，这就会导致设备的绝缘强度大幅度降低，一般情况下GIS设备内部发生电晕放电的原因主要是因为制作工艺上的缺陷，因此必须引起供电企业的高度重视。
2综合设计，制定科学合理的诊断方案
GIS设备故障诊断工作的开展离不开科学合理的诊断方案，因此供电企业应综合考虑各方面的影响因素，从而确保GIS设备故障诊断方案的科学性、可行性以及经济性。供电企业在制定GIS设备故障诊断方案时可以从以下几个方面着手：第一，耐压试验技术，这主要应用在GIS设备安装之前的质量监测环节，对GIS设备进行耐压试验可以保证GIS设备在运输和安装环节的质量水平。第二，放电检测技术，GIS设备内部出现放电的情况会造成一定程度的绝缘损坏，进而引发GIS设备故障，因此供电企业应高度重视GIS设备内部放电现象，通过应用放电检测技术来确保设备的绝缘性能，进而可以对GIS设备故障进行准确的诊断。第三，采用科学的诊断模式，供电企业应根据GIS设备的实际情况来选择最佳的故障诊断模式，这样不仅可以提高GIS设备故障诊断工作的效率，而且还可以通过故障检测算法和分析决策算法来提高GIS设备故障诊断的精确性。第四，强化GIS设备的现象观察，这主要是工作人员应密切观察GIS设备运行过程中出现的各种状况，例如出现冒烟、产生焦味以及噪音过大等情况，这样技术人员可以根据这些具体的现象来对GIS设备故障进行一个大致的判断，进而可以缩小故障位置锁定的范围，从而提高GIS设备故障排除工作的效率。
3故障诊断方法
3.1机械振动法
机械振动法基本原理是在设备上安装加速度测量仪，用以监测发生局部放电时产生的振动，来检测出故障，但这种方法会受到设备操作机构动作和运行中的噪音干扰而灵敏度不高。但同时该法具有检测回路设计相对、定位准确、运行稳定、低成本等特点、具有良好的在线检测前景。
3.2化学法
化学法主要是借助于检测装置从GIS设备中提取一定体积SF6气体进行色谱分析和气体检测从而了解GIS工作状态和分析设备潜在的危险。因为SF6在长时间运行时或内部放电时会分解出SO2、HF等气体。此方法适用于离线检测，不能运用于在线检测。
3.3超声波法
在设备外壁上装上压电元件，当设备内部局部放电发生故障时，在产生的超声波作用下，由于两个端面上产生交变的束缚电荷，引起端部金属电极上电荷发生变化或在外回路上产生交变电流，以此电信号来判断设备内部是否发生局部放电。此方法抗干扰能力较强、灵敏度较高，不需对设备进行任何改变即刻完成检测。
3.4电气测量法
电气测量法为传统常规测量法，电极法分为外部电极法和内部电极法。具体原理都是通过耦合电容，以此电容传感器实现局部放电信号的检测。前者灵敏度高、且结构简单、且易于实现，但易受外界干扰，而后者正好相反，所以需要在GIS设备出厂前或安装前对GIS法兰进行改造，因而不容易实现。
3.5特高频(UHF)法
由于气体击穿过程很快，当发生局部放电时，将会产生一系列持续很短的脉冲电流，激发的电磁波频率可达GHz级，因而可通过在线检测在GIS外壳设置UHF传感器接收的局部放电电磁信号识别缺陷类型、定位故障。此种方法抗干扰能力强，灵敏度较高。特高频(UHF)法是IEC60270标准推荐使用的方法。
4结束语
近年来GIS设备的应用领域得到了迅速的扩展，甚至成为了电力系统正常运转的关键设备，这也使得供电企业对GIS设备的关注更加深入。电力设备在使用过程中不可避免的会产生故障，其中GIS设备故障就会严重影响到整个电力系统的正常运转，因此供电企业应加强对GIS设备的故障诊断，提高故障排除的效率，从而保证电力系统的正常运转。
参考文献
［1］刘小红．GIS局部放电在线检测技术分析［J］．科技情报开发与经济，2011，21(33):184～185．
［2］姚智明．高压设备中SF6气体泄漏原因分析［J］．科技信息，2012，(9):362～363．
作者简介：罗福强（1986.12），男，云南楚雄人，华北电力大学电气工程及其自动化学士，单位：昆明供电局，研究方向：变电运行