針對運維單位普遍關(guān)注的“GIS設(shè)備常見故障有哪些？如何選擇合規(guī)高效的診斷方法開展不停電排查”，以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)心的“GIS設(shè)備檢測需符合哪些規(guī)范，SF6氣體狀態(tài)管控、UHF法檢測的報告如何滿足合規(guī)要求”這兩類核心問題，本文結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一線運維經(jīng)驗展開梳理，為不同用戶的GIS設(shè)備運維管理提供參考。

目前110kV及以上電壓等級的變電站中，GIS設(shè)備的應(yīng)用占比持續(xù)提升，得益于SF6氣體優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，GIS設(shè)備的結(jié)構(gòu)更緊湊、運行可靠性更高，但長期運行過程中受安裝工藝、環(huán)境侵蝕、操作損耗等因素影響，仍會出現(xiàn)各類隱患。梳理過往運維數(shù)據(jù)可知，GIS設(shè)備常見故障主要分為三類：第一類是絕緣故障，占GIS設(shè)備常見故障的60%以上，多由盆式絕緣子開裂、內(nèi)部金屬毛刺、絕緣子表面附著金屬顆粒等問題引發(fā)，*終可能導(dǎo)致絕緣擊穿、相間短路等嚴(yán)重事故【1】；第二類是SF6氣體相關(guān)故障，包括SF6氣體泄漏、濕度超標(biāo)、分解物超標(biāo)等，SF6氣體作為GIS設(shè)備的核心絕緣介質(zhì)，一旦濕度超標(biāo)會在電弧作用下分解出SO2、H2S等腐蝕性物質(zhì)，加速絕緣部件老化，泄漏問題不僅會降低絕緣性能，還會造成溫室氣體排放，不符合環(huán)保管控要求【2】；第三類是機(jī)械故障，包括操作機(jī)構(gòu)卡澀、觸頭接觸不良、密封件老化失效等，這類故障多伴隨操作振動異常、溫度異常等表現(xiàn)，長期發(fā)展可能引發(fā)分合閘失敗、SF6氣體泄漏等次生問題。

一、主流GIS設(shè)備故障診斷方法及應(yīng)用規(guī)范

針對不同類型的GIS設(shè)備常見故障，現(xiàn)有診斷方法已經(jīng)形成了成熟的技術(shù)體系，各項方法的應(yīng)用也有明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可依。

其中UHF法是目前應(yīng)用*廣泛的帶電診斷方法之一，其原理是GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時，會激發(fā)頻率范圍在300MHz~3GHz的特高頻電磁波，信號可以通過GIS設(shè)備的絕緣盆、法蘭間隙等位置向外傳播，通過外置或內(nèi)置傳感器捕捉該類信號，不僅可以判斷是否存在局部放電故障，還可以通過多傳感器信號的時間差定位放電源的具體位置【3】。按照行業(yè)規(guī)范要求，UHF法檢測適用于日常巡檢、故障排查等多個場景，無需設(shè)備停電，對GIS設(shè)備內(nèi)部的絕緣類故障識別靈敏度較高，抗外界電磁干擾能力優(yōu)于超聲波等其他帶電檢測方法，適合大面積的GIS設(shè)備狀態(tài)普測。

針對SF6氣體相關(guān)的故障，常用的診斷方法包括SF6氣體濕度檢測、分解物檢測、泄漏檢測等，根據(jù)GB/T 8905的要求，運行中GIS設(shè)備的SF6氣體濕度不得超過200μL/L，SF6氣體分解物中SO2的體積分?jǐn)?shù)不得超過2μL/L，一旦超出閾值*說明內(nèi)部存在絕緣故障或過熱故障【2】。該類診斷方法可以和UHF法配合使用，當(dāng)UHF法檢測到疑似局部放電信號時，同步檢測對應(yīng)氣室的SF6氣體參數(shù)，可以進(jìn)一步確認(rèn)故障類型，排除外界信號干擾，提升診斷的準(zhǔn)確率。

除此之外，常用的GIS設(shè)備故障診斷方法還包括超聲波局放檢測、頻域介損檢測、回路電阻檢測等，分別適配機(jī)械故障、絕緣老化、觸頭接觸不良等不同類型的GIS設(shè)備常見故障，各類診斷方法的組合使用可以覆蓋95%以上的GIS設(shè)備隱患排查需求。對于G端用戶關(guān)心的合規(guī)性問題，所有診斷方法的檢測流程、數(shù)據(jù)閾值、報告格式都需要符合DL/T、GB等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測人員需持有對應(yīng)的特種作業(yè)資質(zhì)，檢測數(shù)據(jù)可溯源，才能作為運維管理、監(jiān)管核查的有效依據(jù)。

二、適配不同場景的GIS設(shè)備檢測設(shè)備選型

結(jié)合一線運維的實際需求，不同場景下的GIS設(shè)備故障診斷需要選擇對應(yīng)的檢測設(shè)備，兼顧檢測效率、精度和合規(guī)性要求。

日常巡檢場景下，運維人員需要對多間隔GIS設(shè)備開展快速普測，適合選擇EA UltraTEV Plus局放帶電檢測儀，該設(shè)備同時支持UHF法和暫態(tài)地電壓法檢測，特高頻采樣頻段覆蓋300MHz~1.5GHz，符合DL/T 1982對UHF法檢測的設(shè)備參數(shù)要求【3】，設(shè)備重量僅1.2kg，續(xù)航時長可達(dá)8小時，單人即可完成所有操作，現(xiàn)場檢測時可以實時顯示信號強(qiáng)度、頻率特征，初步判定局放故障的類型，無需設(shè)備停電，大幅降低了日常巡檢的成本，適合B端運維班組的常規(guī)排查工作。

當(dāng)巡檢發(fā)現(xiàn)疑似局放信號，需要開展精準(zhǔn)故障核查時，可選擇BAUR PD-SGS手持式局放檢測儀，該設(shè)備支持UHF法檢測和SF6氣體分解物檢測的同步聯(lián)動，可以將特高頻局放信號的特征和對應(yīng)氣室的SF6氣體分解物數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)分析，有效排除手機(jī)基站、雷達(dá)等外界信號的干擾，提升故障判定的準(zhǔn)確率，設(shè)備內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)報告模板，檢測完成后可以直接導(dǎo)出符合電力行業(yè)規(guī)范的檢測報告，數(shù)據(jù)可留存溯源，既滿足B端用戶故障排查的精度需求，也符合G端用戶對檢測報告的合規(guī)性要求。

針對GIS設(shè)備的年度預(yù)試、故障后的深度診斷場景，可選擇Megger IDAX300絕緣診斷分析儀，該設(shè)備支持頻域介損檢測、局部放電檢測、SF6氣體絕緣性能綜合分析，頻域介損測量范圍覆蓋0.001Hz~1kHz，能夠識別GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣受潮、老化等隱性故障，檢測精度符合*電網(wǎng)相關(guān)檢測規(guī)范的要求，出具的絕緣診斷報告可以作為設(shè)備大修、更換、狀態(tài)檢修策略制定的依據(jù)，既可以幫助B端用戶優(yōu)化設(shè)備全生命周期管理方案，也能為G端用戶的電網(wǎng)安全管控、資產(chǎn)運維核查提供*數(shù)據(jù)支撐。

三、GIS設(shè)備故障運維管理的相關(guān)建議

對于B端用戶而言，建議建立“日常巡檢+專項檢測+深度診斷”的三級運維體系，日常巡檢每月開展一次，采用UHF法對所有GIS設(shè)備進(jìn)行普測，重點排查SF6氣體泄漏、異常局放等問題；每半年開展一次專項檢測，對運行超過10年的老舊GIS設(shè)備、曾出現(xiàn)過故障的間隔做SF6氣體全組分檢測；每年開展一次深度診斷，結(jié)合介損檢測、回路電阻檢測等方法，排查隱性故障，通過帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用減少停電檢測的頻次，降低運維成本，提升供電可靠性。

對于G端用戶而言，建議進(jìn)一步完善GIS設(shè)備運維的標(biāo)準(zhǔn)落地核查機(jī)制，要求運維單位留存所有檢測的原始數(shù)據(jù)和報告，定期報送GIS設(shè)備的運行狀態(tài)、SF6氣體排放情況，重點核查UHF法、SF6氣體檢測等關(guān)鍵檢測項目的合規(guī)性，對于老舊GIS設(shè)備集中的區(qū)域開展專項安全排查，落實環(huán)保政策對SF6氣體的管控要求，保障電網(wǎng)運行的安全性和合規(guī)性。

需要注意的是，所有檢測工作開展過程中，操作人員需要做好個人防護(hù)，若發(fā)現(xiàn)SF6氣體泄漏，需先開啟通風(fēng)裝置，待環(huán)境中SF6氣體濃度降至安全閾值以下再開展后續(xù)處置，避免發(fā)生人員窒息、中毒等安全事故。

參考文獻(xiàn)

【1】 DL/T 1416-2015 超高壓氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備局部放電帶電測試技術(shù)導(dǎo)則

【2】 GB/T 8905-2012 六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則

【3】 DL/T 1982-2019 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備特高頻局部放電檢測技術(shù)導(dǎo)則

【4】 GB 7674-2020 額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備