（内蒙古电力（集体）有限公司薛家湾供电局，内蒙古 准格尔旗 017000）
摘要：变电站GIS设备内部发热缺陷通常发生在安装或大修后投入运行的一年内，因此，利用红外热成像技术来检测GIS设备内部发热缺陷成因并针对隔离开关内部接触不良以及母线罐体法兰发热两个问题进行了探讨，希望为相关工作人员提供一些参考。
关键词：GIS设备；内部发热；查找：成因
GIS全称为气体绝缘全封闭组合电器．由断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管7种高压电器组合而成，一般来说，这些零部件全部或部分被密封于金属接地的外壳中，并在其内部冲入绝缘气体来作为绝缘介质。GIS采用具有较好绝缘性能的SF6气体作为绝缘介质，因而也被称为SF6全封闭组合电器。自20世纪60年代以来，GIS设备成功应用于高压、超高压等领域，与常规的敞开式变电站相比．其具有可靠性高、安全性强、占地面积小、安装便利以及维护工作少等优点。此外，GIS设备全封闭的结构也使得其检修与检测比较困难，一旦发生事故．停电检修的时间较长，停电影响范围较大，尤其是会涉及到非故障元件。当前，GIS设备内部发热是GIS设备运行过程中常出现的一种问题．导致问题出现的原因有很多，基于GIS设备检修缺陷，因此需要采用专业的检测设备，分析问题出现的原因与危害程度．从而采取有效的解决措施。本文基于红外热成像检测技术对GIS设备进行检测．并对因隔离开关内部接触不良导致的GIS设备发热缺陷以及GIS母线罐体法兰发热问题进行了综合分析。
一、红外热成像检测技术
红外热成像检测技术能够有效的检测因电压致热、电流致热以及综合型致热等GIS设备内部发热问题，并可以在电力设备带电的情况下进行检测。现已广泛应用于电力系统的各种设备检测中。一般来说，依据相关标准约束，红外测温可对大部分电力设备的发热缺陷进行严重程度分析，并针对有关问题提出有效的检修意见。但由于GIS内部的SF6气体的散热性能比较好，因而运用红外热成像检测技术很难对设备的内部温度进行准确的判断，不能检测因设备内部接触不良而导致的发热缺陷。
二、隔离开关内部发热缺陷
在某变电站中，当运用红外热成像检测技术对110kV的GIS设备进行红外测温时．发现2号主变压器110kV侧1102间隔11026C相隔离的开关内部出现异常发热现象，其红外测温数据如表1所示。
基于红外测温结果，为了得到确切的成因依据，运用超声波与特高频局部放电、SF6气体成分分析与湿度分析等技术对隔离开关进行实验测试，结果显示正常。此外。当设备负载电流发生变化时，隔离开关内部会出现明显的发热现象，并随着电流的变小，温度呈现下降趋势。对上述检测结果进行综合分析，可知：由于超声波、特高频局部放电技术的检测结果并无异常现象，因此开关内部并没有放电现象发生；而设备的负栽电流大小影响设备温度的变化，因此，该隔离开关内部发热缺陷应该是由于接触不良而导致的，属于电流致热问题。总之，因接触不良而导致的GIS设备内部发热缺陷，由于其外壳的发热温度与设备内部的热点温度、外部温度、负载大小等均有关，因此在对其原因进行分析的时候，应综合各相关因素，并加强对其跟踪检测．进而防止因接触不良而出现悬浮、自由颗粒等进一步的放电缺陷。目前。因电流致热而导致的隔离开关发热缺陷并没有相关的规定对其性质进行明确的判断。因此，在分析缺陷具体成因的时候，根据相关文献分析隔离开关的结构、发热现象以及负载电流。一般来说，高压导体表面的温度与设备外壳表面的温度呈现线性关系，并与设备内部的SF6气体压力密切相关。而对于常规GIS设备来说，其内部的高压导体呈均匀发热，将计算的设备温度与设备发热缺陷标准进行比较，对GIS设备内部发热缺陷严重程度进行判断。此外，如果首次发现内部发热缺陷，由于历史数据的缺乏，没有办法对其进行纵向的数据分析。因此，在对其缺陷进行判断的时候，可将其判断为电热致热型严重及以上缺陷。
三、GIS母线罐体法兰发热缺陷
在运用红外测温设备对110kV GIS离相式母线发热现象进行检测的过程中．发现其上层伸缩节常常出现发热问题。因而对导致问题出现的原因进行了分析。一般来说，布置GIS设备母线的方式有两种形式：①三相共筒方式，即在一个母线管中安装三相母线；(④叫做离相式母线，顾名思义就是一相母线安装在一个母线管中。
基于问题出现的原因进行了初步分析：①母线导体之间接触不良；②盘式绝缘子的绝缘性下降；③罐体出现了涡流而导致的发热现象；④罐体感应电流因法兰接触不良而致使壳体发热。一般来说，当导体发热时，其发热点通常在母线罐体的上部；在GIS设备的结构点处不存在盘式绝缘子；而当GIS罐体为导磁材料时，利用非导磁材料制成的法兰也不会产生涡流现象。
当发生GIS母线罐体法兰发热现象时。连接法兰的密封圈会出现老化问题，进而导致设备内部的SF6气体溢出，气压下降，最终出现母线故障事故。此外，用来联结设备罐体之间的铜排发生螺丝脱落问题时，由于其与罐体接触不良，导致罐体感应电流在电阻较大的部位出现过热现象，长此以往，可能出现联结螺栓烧毁、盘式绝缘子局部损坏的现象。当盘式绝缘子出现问题的时候，母线管密封也出现损坏，SF6气体泄漏。由此当故障发生时，罐体上会出现瞬时感应电压，最终出现GIS设备罐体发热现象。如果发生了此事故，甚至会使得加大母线故障的影响范围。基于此，GIS母线罐体发热是设备内部发热缺陷中不可忽视的重大问题。此外，当GIS母线罐体的法兰温度出现了升高问题，这就可能会使得设备产生绝缘老化问题。
由于在长期高温的影响下．GIS设备罐体的母线绝缘子导致绝缘介质出现弹性疲劳，最终使绝缘材料老化。值得注意的是，当设备的绝缘材料和金属材料相连接的时候。由于二者的膨胀系数不统一，而温度的变化引起绝缘材料内部产生很大的应力，损坏绝缘材料。
四、改善GIS设备内部发热缺陷的措施
根据《电器装置安装工程母线装置施工及验收规范》要求，GIS设备的罐体应按照制造厂对设备的规定合理安排接地，并在法兰片之间应用跨接线连接方式，进而确保电气之间的通路良好。此外。在安装过程中还要做好如下工作：①按照GIS设备的热稳定对接地线的界面进行计算，并将其直接接入地网中，但值得注意的是，元件的接地线不能够进行串联，尤其是当GIS设备间隔较多的时候，应与主电网连接两条接地母线，连接点最好不少于两处。②当离相式母线管三相感应电流相位差1200时，需要运用短金属板将母线管进行连接，之后再与主电网接地，因而这时通过的电流则为三相不平衡电流。③在GIS设备罐体上设置多点接地，从而避免设备罐体的感应电流通过设备支架、金属管道等出现感应电流环流现象。④只对电缆屏蔽层设置一点接地，从而防止感应电流通过控制电缆的屏蔽层产生环流。⑤对三相联动的隔离开关之间应设置绝缘材料。
综上所述．GIS设备的生产、安装以及运维等工艺与设备运行的安全性密切相关，基于此，在对110kV GIS设备内部发热缺陷进行分析和研究的过程中，运用红外成像技术对电力设备的发热故障进行检测，为GIS设备缺陷成因提供了科学可靠的依据。此外，及时有效的解决GIS设备缺陷问题，能够避免突发性故障的发生，对于设备的安全运行起到了良好的保护作用。
参考文献
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论文作者:李纯辉
论文发表刊物:《知识-力量》2018年4月下
论文发表时间:2018/5/28
标签：设备论文; 母线论文; 缺陷论文; 罐体论文; 测温论文; 法兰论文; 现象论文; 《知识-力量》2018年4月下论文;