变电站GIS设备常见发热缺陷分析及预防

变电站GIS设备常见发热缺陷分析及预防

董永永 张璇

内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电分公司 内蒙古 包头014030

摘要：在变电站中，GIS设备在运行过程中常常会出现发热缺陷，不仅影响设备的正常运行，严重时甚至可能引发安全事故。本文将对变电站GIS设备常见发热缺陷进行分析，并提出相应的预防措施。

关键词：变电站；GIS设备；发热缺陷；预防

案例——GIS主变侧气室外壳接地扁铁发热

    2023年8月8日，某变电站正执1、4号主变扩建时期，当日需对2号主变停止运行，由3号主变承担站内所有负荷，2号主变停运后，运维人员在对3号主变开展特巡测温过程中发现3号主变变中压侧2036隔离开关B相主变侧气室接地扁铁发热467.5℃,其余两相A相为43℃,C相为42℃。负荷电流为2952.4A,环境温度为22℃。接地热成像图分别为图1、图2。

图1 B相接地热成像

图2 主变B相中压侧气室接地扁铁

如案例所述，GIS外壳通过跨接汇流排、接地排接地，形成闭合回路，接地环流的大小与导体负荷电流有关。负荷电流增大是引起接汇流铜排温升异常的直接原因。理论研究表明，出线套管处的接地排入地电流要比GIS壳体上接地排入地电流大得多，且呈现出B相值大于A、C两相的趋势。本次红外测温结果与理论研究相符。最热排接触不良、部分氧化锈蚀或载流量不满足要求引起的发热。申请停电后检查汇流排接触面，并进行打磨、紧固，减少接触电阻，必要时可更换厚度较大的相间汇流排或增加相间汇流排数量。开展上述处理工作后，3号主变在相同的运行工况下对原发热部位进行红外测温，结果恢复正常。

1、GIS设备发热缺陷分析

1.1导体发热

外壳环流较大会导致GIS外壳发热,严重的过热会引起设备绝缘部件热稳定性下降,最终导致绝缘劣化。例如GIS壳体法兰处的跨接汇流排发热，会使法兰处的绝缘盆及密封圈温度升高，导致密封能和绝缘性能下降；GIS外壳严重过热还会产生电能损耗，降低GIS设备额定容量。设备安装必须确保每段壳体法兰处的导流排可靠连接，在导流排的安装过程中，必须将接触面的绝缘漆清理干净,保证金属面紧密连接、螺栓紧固牢靠；GIS外壳与地网也必须可靠连接。GIS设备中的导体在通过电流时会产生热量，如果导体接触不良或导体截面积过小，会导致热量积累，从而使设备温度升高。这类缺陷通常表现为导体局部过热，严重时甚至可能引发火灾。

1.2绝缘介质发热

GIS设备的绝缘介质在遇到杂质、气孔、老化等问题时，会引起局部放电和热击穿，从而使设备温度升高。这类缺陷通常表现为设备整体温度偏高。

1.3通风不良引起的发热

GIS设备内部空间相对密闭，如果通风不良，会导致热量难以散发，从而使设备温度升高。这类缺陷通常表现为设备表面温度过高。

2、GIS设备发热预防措施

2.1加强设备巡检

为了确保GIS设备的正常运行，需要对其定期进行巡检。巡检时，仔细检查GIS设备的导体是否存在接触不良、绝缘介质是否出现老化现象等情况，避免因导体接触不良、绝缘介质老化导致设备内部的电场发生变化，从而引发设备发热。在巡检过程中，要对GIS设备的外观和运行状态进行观察。例如，如果GIS设备的表面温度过高，或者运行声音异常，可能就存在发热缺陷。还可以使用红外测温仪等设备对GIS设备进行温度检测，以便更准确地发现发热缺陷。

2.2优化设备布局

合理规划GIS设备布局对于保证设备的稳定运行至关重要。在布局过程中，要考虑设备之间的空间关系，确保设备之间有足够的空间进行散热。例如，可以将设备放置在通风良好的区域，避免设备过度密集，同时保持设备之间的距离适中。还可加强通风设计，提高设备散热效率。

2.3定期维护保养

定期对GIS设备进行维护保养是非常必要的，能设备的正常运行并延长其使用寿命。首先，设备的表面需要保持清洁。日常使用中，GIS设备表面可能会积累灰尘、污垢和其他杂质，增加了设备过热的风险。定期清洁中，应使用适当的清洁剂和工具，避免对设备表面造成划痕或损伤。其次，通风口的检查。GIS设备的通风口是散热的重要通道，如果通风口被堵塞或灰尘堆积，会严重影响散热效果。要定期检查通风口是否畅通无阻，并使用软刷或吸尘器清除通风口内的灰尘和其他杂质。

3、结语

通过对GIS设备发热缺陷原因的分析，可以看出预防措施的重要性。通过加强设备巡检、优化设备布局、定期维护保养等措施的应用，可以有效预防GIS设备的发热缺陷，保障变电站的正常运行和安全。

参考文献

[1]杨家辉,张晓迁.GIS设备出线套管支架螺栓严重载流发热分析处理[J].云南水力发电,2021,37(9):75-77.