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服务支持
气体绝缘金属封闭开关设备的安装与维护
时间:2020-07-26

气体绝缘金属封闭开关设备的安装与维护

1  安装调试

安装现场管理包括操作者管理、环境管理、工具管理和安全管理等,必须严格按照有关标准规定和产品技术要求执行。

在安装开始之前,制定合理的作业流程是提高安装质量、加快安装进度的保证。GIS安装程序所示为一般GIS的安装程序。其中,本体安装之前,必须仔细检查地基状态和建筑物与接地线埋设情况,确定基准平面和基准位置,根据GIS具体结构和配置要求,制定切实可行的安装步骤和作业细则。操动机构检查内容需视开关元件配用机构的种类和结构要求而定。性能检查与试验是检查设备安装质量、确保安全运行的重要环节,其内容包括各构成元件的基本性能与参数(如互感器变比、极性、开关元件操作特性、密度继电器控制特性等)以及GIS整体主回路与辅助回路的基本特性和功能(如主回路电阻、绝缘电阻、绝缘耐受电压能力、联锁与指示信号等),要求符合有关标准和产品技术条件的规定。

GIS安装程序

柜式GIS现场安装很方便。由于其本体是按单元在工厂组装、整体运输的,二次回路配线和SF6气体管路安装都是在工厂完成的,所以,现场安装工作量很少,工期可以大大缩短。

现场耐压试验是GIS投运前,对其绝缘性能的最终检查。由于GIS在运输、储存和安装过程中,可能发生零部件松动、脱落、电极表面损伤、导电杂质侵入或异物遗留,甚至出现安装错误等情况,导致内部绝缘故障。因此,现场耐压试验是必不可少的。

试验前,设备应全部安装调整完毕,并充入额定密度的SF6气体。对于某些充电电流大或对施加电压有限制的元件(如高压电缆和架空线、电力变压器和电磁式电压互感器、避雷器和保护间隙等)需隔离。电流互感器二次绕组必须短接。

试验电压波形可参照GB311.2要求选取。通常,交流电压检查介质污染(如导电微粒)相当灵敏,能满意地用来检查异常电场情况;雷电冲击电压对异常电场结构特别敏感;操作冲击电压下的绝缘特性介于交流电压和雷电冲击电压之间,一般用于检查额定电压较高的GIS中存在的污染和异常电场情况。

标准规定,试验电压数值为额定耐受电压的80%。试验电压应施加于导体与外壳之间。每个主回路部件至少需耐受1min工频试验电压一次或正、负极性冲击试验电压各三次。如无破坏性放电现象,则认为试验通过。

由于GIS对地电容量大,要求试验电源能提供较大的充电电流。同时,试品放电时,释放能量大,破坏作用亦大。因此,现场试验时,宜通过断路器和隔离开关的操作,将整个设备分区段进行试验,以减少试验电源的容性负载,限制放电能量,便于确定放电部位。

现场耐压试验装置必须质量轻、便于搬运。通常可以作为交流电压源的试验装置有:

(1)试验变压器;

(2)频率固定的谐振试验装置;

(3)频率可变的谐振试验装置;

(4)从试验后不拆除的电力变压器或电压互感器的低压侧加压。

其中,应用最多的是工频串联谐振试验装置。这是因为它不仅质量轻,所需电源容量小,而且电压波形很理想,试品放电时造成的破坏很小。

对于大型特别是电压等级很高的GIS,除可用交流电压试验外,还可以用振荡冲击电压或振荡操作冲击电压进行试验。

2  维护与维修

压力(密度)管理

SF6气体压力(密度)是表征GIS性能的宏观标志。必须经常保持在产品技术条件规定的范围内。压力监视与检漏方法(参见六氟化硫(SF6)断路器)略。

水分管理

控制GIS水分含量的基本原则是:

(1)保证所含水蒸气的露点在-5℃以下,使固体绝缘件的沿面闪络电压不致因凝露而降低;

(2)保证与电弧分解物作用的生成物很少,不致引起设备损坏或性能下降。

从安全性和经济性两方面综合考虑,对GIS中有电弧分解物隔室和无电弧分解物隔室制定不同的水分含量管理指标是必要的。现行GIS标准对此作出了规定,见表GIS中SF6气体的水分含量(体积分数)标准。实际上,从控制露点出发,气体中水分含量与气压成反比。上述规定对额定气压为0.4MPa左右的GIS是合理的。

GIS中SF6气体的水分含量(体积分数)标准(×10)

GIS运行中要定期(半年或一年)取样测定气体中的水分含量。试验表明,在同一设备中实测的水分含量与温度有关,如图GIS中SF6气体水分含量与温度的关系所示。如果排除温度变化因素的影响,含水量确实超过规定值,则需进行干燥处理。水分管理的其他要点参见六氟化硫(SF6)断路器。

GIS中SF6气体水分含量与温度的关系

纯度管理

现行的充气方法有:

(1)抽真空后充气;

(2)气体自然置换法(从下面充入SF6气体,从上面排出空气);

(3)强制循环的气体置换法。

充入GIS的气体应是经过抽样检查,符合新气纯度指标的合格气体。运行一般时间后,随着空气的侵入、电弧或局部放电的出现,会使气体逐渐被污染、纯度降低。试验表明,当SF6气体含量(体积分数)为95%以上时,对绝缘和开断性能影响甚微。有关SF6气体的电弧分解物(低氟化合物)的危害、处理和安全管理参见六氟化硫(SF6)断路器。

一般GIS的维修方式及维修内容与周期见表GIS维修方式。

GIS维修方式

3  在线监测与故障点定位

GIS的故障率极低,通常只有常规开关设备的1/10。但是,如果一旦出现故障,需要解体检修时,则相当麻烦。加之GIS的主回路是封闭的,运行人员无法直接从外部发现内部的异常情况。因此,为了提高GIS的运行可靠性,开展在线监测,即建立预防维护系统,通过对GIS运行状态进行长期在线监视和对各种异常情况及时进行人工智能诊断处理。可以防患于未然。此外,预防维护系统的建立,还可以使GIS的维修方式从以运行时间为基础转变成以设备状态为基础,这对提高GIS维修工作效率、节省维修费用也是很有利的。

一般的预防维护系统是由传感器、信号转换器和信息处理装置三部分组成的。传感器是信号采集元件,它将设备上特定的物理量变换成可以传送的电信号。为了便于检查与更换,减少对GIS内部工作状态的影响,传感器安装在壳体外部更为有利。信号转换器接收到传感器采集的信号后进行识别、放大和显示,再传送至信息处理装置(专家系统),按预定的程序进行诊断和处理,可以通过屏幕显示或打印机输出。

目前,有关GIS早期缺陷(或故障)监测方法的研究很多,在分析各种故障原因和发展过程的基础上,开发了一些行之有效的监测项目和方法,见表GIS在线监测与故障诊断项目。

GIS在线监测与故障诊断项目

无论是在工厂或现场耐压试验时还是在投入运行后,GIS发生内部放电故障时,都希望能迅速而准确地找到故障部位,以缩短检查时间,节省维修费用。

故障点定位方法是以气体放电时伴随着发生的各种现象为依据的。为便于使用,故障点定位装置应尽量安装在体外。目前,可供选用的方法有:

(1)化学方法;

1)对气体分解物进行化学分析;

2)变色指示。

(2)机械方法;

1)记录放电噪声;

2)测量外壳振动。

(3)测量外壳温度。只能用于内部电弧故障定位;

(4)光辐射检测。外壳上需开孔,使用较麻烦;

(5)记录电磁瞬变过程。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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