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摘 要：GIS作为一种更新换代的高压电气设备，在电网的新建以及升级改造中被普遍运用，大有替代常规敞开式高压电气设备的趋势。但近年来却频频发生GIS故障，其中有的故障直接导致了电网大面积停电的电力安全事件，不仅对用电客户造成一定影响，对电网及供电企业也造成了较大损失。本文通过列举GIS典型故障案例，剖析其原因及产生源头，同时由横向及纵向对比论证了GIS的故障特点，又将GIS与常规设备进行深入对比，最后站在设备使用者的角度，对变电站的初步设计（如场地布局及设备选类）提出一些建议，以达到预防GIS故障的目的。
关键词：预防；GIS；故障；检修维护；建议
一、前言
GIS以其结构紧凑、安全性强、维护工作量少等优点备受青睐并大量安装运行。但由于不同产品存在不同差异并受各种因素影响，GIS也逐渐暴露出许多问题，近几年更是GIS故障的多发期，加上GIS的检修周期长和检修难度大等特点，对电网安全稳定运行造成较大影响。另外，由于GIS为全密封结构，许多厂家对GIS的大小修定义较为模糊，部分检修手册要求较难实施，可操作性较差，使GIS检修维护工作陷入一种被动局面。因此，网公司决定以东莞供电局作为试点进行一次GIS检修验证工程。
二、方案的准备
（一）GIS检修对象的确定
通过对设备进行状态评价以及对GIS到达大修年限的变电站进行现场勘察，最终我们评估出220kV陈屋站的GIS即将到达12年大修期限，同时外观锈蚀较重，且多发微水超标及漏气缺陷，加上断路器机构为气动形式的老款机构，所以我们把本次大修试点的对象定在了该站。
（二）检修期间运行方式的确定
在检修方式的确定上我们所花的时间和精力要大一些，主要是考虑电网的运行方式。陈屋站220kV GIS为双母线接线方式，到达大修年限的间隔为八个，开始计划是按照厂家的检修维护手册对这八个间隔的 GIS进行轮流解体大修，但这样做的难处是检修期限跨越太长。GIS不同其他设备，单是一个间隔，从拆除到解体大修再到安装完毕投入运行，整个周期最快需要二十天左右，同时对现场环境有较高要求，要求在无尘的环境下进行组装，并且湿度不高于85%，一旦拆装时遇到雨天又会对整个工期造成影响。考虑到南方天气多变，而且每进行一个间隔的母线侧刀闸拆装时两段母线都要停电，也就是全站需要进行两次停电拆装并打耐压，每次停电周期为五天，显然要把这八个间隔全部进行轮流大修，电网是承受不起的。
后来经过优化，决定只做几个间隔作为试点，并考虑同时检修，这样就可以尽量压缩工期，同时避免因轮流大修造成的多次停电。为了解决拆装母线侧刀闸需全站停电五天的问题，我们提出了分段拆装的概念：即先停I母，II母运行，先拆除I段母线侧刀闸气室，拆除后母线侧做保护措施，然后双母同停进行一天耐压试验，接着I母送电，II母停电，这时开始拆II段母线侧刀闸气室，拆除后仍需进行一次同停耐压试验，然后母线就可恢复运行，当刀闸大修后则用同样的方式进行回装。这种方式优点是能把全站停电时间进行最大化的压缩，全停次数为四次，每次一天，缺点是电网运行方式比较薄弱，尤其要关注该期间的负荷转换问题，因此只能选择周六或周日进行全停。
（三）检修深度及内容的确定
由于大部分厂家新编制的GIS检修维护手册里规定GIS到达大修年限需进行解体大修，但这种非故障解体大修在全国范围内还未有实践案例，处于摸索阶段。如果我们按手册内的要求全部进行同样深度的检修则缺少了对比性，因此我们决定将不同间隔分阶段、分深度进行大小修，最终讨论出四个间隔的四种检修模式：一个间隔整体更换，一个间隔现场解体大修，一个间隔现场开孔检查，还有一个间隔进行深度小修。确定检修方式后我们就进行检修方案、总体施工进度表以及作业表单等资料的编制工作。我们根据厂家的检修维护手册编制了对应间隔的作业表单，内容按检修深度有所区分，同时将所有作业步骤进行拍照，在后期插入到作业表单中，形成可视化作业表单，可为以后的相关作业提供标准和参考。值得一提的是，由于工程浩大，有很多作業需要同时进行，或是作业内容没有先后顺序，若按传统的流程会出现堵塞情况。因此我们在编制作业表单时，创新性地将作业流程与各部件的细化检修分开，如大修作业表单中前部分按GIS拆装顺序列出了施工步骤，而将各部件的检查大修内容以附表形式插入其后。
三、方案的实施
在将整盘计划确定后我们就开始进行实施，计划工期由八月中旬至九月下旬。其中深度小修间隔最先开始，历时一个星期，其余间隔同时开工，围绕两段母线的轮停进行差异化检修，各阶段大小修内容如下：
（一）深度小修间隔检修内容
深度小修需要该间隔停电进行，主要工作是按照作业标准将断路器、刀闸机构以及CT二次线箱等密封机构进行开盖全面检查，并对部分二次元器件进行更换。对断路器小修前后进行较为全面的试验，进行前后数据对比。对所有生锈螺丝可以更换的全部进行更换。对所有传动机构清除油泥，更换生锈挡圈并加入机构和润滑油，最后对整个间隔进行喷漆处理。
（二）开孔检查间隔检修内容
开孔检查间隔主要对该间隔的所有气室（母线筒除外）进行开孔检查，同时借助高性能内窥镜进行内部检查、照相和录像，对汇控柜进行整体更换，并将所有机构进行拆除返厂大修后回装，对断路器大修前后进行试验数据对比，最后对整个间隔进行喷漆处理。
（三）现场大修间隔检修内容
现场大修间隔主要将所有气室包括机构箱全部进行解体现场大修以及汇控柜更换，为此我们将变电站主控楼一楼的空地改造为检修间，将拆卸下来的气室和机构搬进检修间内，通过安装空调、控制入内人数和进入需穿鞋套等措施，严格控制粉尘含量。该部分的工作内容主要是将所有零部件进行拆解检查，对发现问题的部件进行更换，如无发现问题则清洁后进行回装，这项工作由厂家技术人员指导，我方检修人员独立完成。检修完成后进行回装，最后对整个间隔进行喷漆处理。 （四）整体更换间隔检修内容
该间隔主要检修内容就是将原来的间隔全部拆卸，更換一个全新的设备，将旧间隔设备进行返厂大修，大修完成后作为一个备用间隔，供下次大修或故障间隔使用。
四、实施后的效果对比
（一）外观对比
从外观上看，经过整体更换的间隔因为是新设备，所以外观上最为干净整洁，其他三个间隔由于是后期喷漆，所以外观上差异不大，但相比其他未检修间隔可以说是焕然一新。
（二）更换部件对比
大小修的部件更换情况如表4-1所示：
表4-1 检修主要项目及更换部件对比表
从上表中可看出整体更换间隔更换部件最多，现场解体间隔和开孔检查间隔更换部件量相似，深度小修最少，仅更换汇控柜内的二次元件。
（三）其他参数对比
大小修的各类参数对比如表4-2所示：
表4-2 GIS大小修各类参数对比表
从以上数据可看出整体更换和现场解体检修方式花费了大量的人力物力和停电时间，开孔检查如不需配合解体大修的停电方式及汇控柜更换，工期可以缩短至15天左右。整体更换和现场解体需要母线全停四次进行打耐压，而开孔检查和深度小修则不必母线全停，可保持其他非检修设备的运行状态，尽可能减少大小修对运行方式的影响，大大降低电网风险。在内部情况检查效果上，经过实践与对比，我们认为借助高性能内窥镜也可实现对内部情况进行全面检查和评估，当发现有问题时才需采取解体处理或其他措施，但相比解体检修，开孔检查无论是性价比和相对便利性，都是其所无法比拟的。
综上所述，笔者认为GIS大修时采用开孔检查方式，所有机构进行拆除大修后返装；小修时采用深度小修方式，是目前较为合理可行的检修维护方式。另外笔者提出两点建议：
1、拥有一套GIS完整间隔的备品备件，当某间隔需要大修时，即时用备用间隔的设备（主要是机构）与其替换，替换设备返厂进行大修后又可作为下一个备件，这样不但可以提高设备的重复使用率，还可大大缩短检修工期，减少停电时间。
2、室外和室内的GIS大小修年限应该有所区分，原因是室内GIS设备受外部环境影响较小，故障率相对较低，因此建议以状态检修为主，每逢预试停电进行常规维护，同时结合设备状态评价进行评估是否需要大修。
五、结束语
通过开展GIS不同形式的检修维护试点工程，不仅使我们积累了一定的GIS以及部件拆装的经验，还使我们通过对比，摸索出一套较为合理可行的检修维护方法，达到了预期目标，有较好的借鉴意义，成为一个较为成功的实践案例。今后我们将把该工作继续深化下去，进一步实现其标准化并进行推广。
参考文献
[1] 东莞供电局西安西电开关电气有限公司ZF9-252型 GIS检修维护手册.
[2] GB7674-1997《72.5kV及以上气体绝缘金属密闭开关设备》.
关键词：预防；GIS；故障；检修维护；建议
一、前言
GIS以其结构紧凑、安全性强、维护工作量少等优点备受青睐并大量安装运行。但由于不同产品存在不同差异并受各种因素影响，GIS也逐渐暴露出许多问题，近几年更是GIS故障的多发期，加上GIS的检修周期长和检修难度大等特点，对电网安全稳定运行造成较大影响。另外，由于GIS为全密封结构，许多厂家对GIS的大小修定义较为模糊，部分检修手册要求较难实施，可操作性较差，使GIS检修维护工作陷入一种被动局面。因此，网公司决定以东莞供电局作为试点进行一次GIS检修验证工程。
二、方案的准备
（一）GIS检修对象的确定
通过对设备进行状态评价以及对GIS到达大修年限的变电站进行现场勘察，最终我们评估出220kV陈屋站的GIS即将到达12年大修期限，同时外观锈蚀较重，且多发微水超标及漏气缺陷，加上断路器机构为气动形式的老款机构，所以我们把本次大修试点的对象定在了该站。
（二）检修期间运行方式的确定
在检修方式的确定上我们所花的时间和精力要大一些，主要是考虑电网的运行方式。陈屋站220kV GIS为双母线接线方式，到达大修年限的间隔为八个，开始计划是按照厂家的检修维护手册对这八个间隔的 GIS进行轮流解体大修，但这样做的难处是检修期限跨越太长。GIS不同其他设备，单是一个间隔，从拆除到解体大修再到安装完毕投入运行，整个周期最快需要二十天左右，同时对现场环境有较高要求，要求在无尘的环境下进行组装，并且湿度不高于85%，一旦拆装时遇到雨天又会对整个工期造成影响。考虑到南方天气多变，而且每进行一个间隔的母线侧刀闸拆装时两段母线都要停电，也就是全站需要进行两次停电拆装并打耐压，每次停电周期为五天，显然要把这八个间隔全部进行轮流大修，电网是承受不起的。
后来经过优化，决定只做几个间隔作为试点，并考虑同时检修，这样就可以尽量压缩工期，同时避免因轮流大修造成的多次停电。为了解决拆装母线侧刀闸需全站停电五天的问题，我们提出了分段拆装的概念：即先停I母，II母运行，先拆除I段母线侧刀闸气室，拆除后母线侧做保护措施，然后双母同停进行一天耐压试验，接着I母送电，II母停电，这时开始拆II段母线侧刀闸气室，拆除后仍需进行一次同停耐压试验，然后母线就可恢复运行，当刀闸大修后则用同样的方式进行回装。这种方式优点是能把全站停电时间进行最大化的压缩，全停次数为四次，每次一天，缺点是电网运行方式比较薄弱，尤其要关注该期间的负荷转换问题，因此只能选择周六或周日进行全停。
（三）检修深度及内容的确定
由于大部分厂家新编制的GIS检修维护手册里规定GIS到达大修年限需进行解体大修，但这种非故障解体大修在全国范围内还未有实践案例，处于摸索阶段。如果我们按手册内的要求全部进行同样深度的检修则缺少了对比性，因此我们决定将不同间隔分阶段、分深度进行大小修，最终讨论出四个间隔的四种检修模式：一个间隔整体更换，一个间隔现场解体大修，一个间隔现场开孔检查，还有一个间隔进行深度小修。确定检修方式后我们就进行检修方案、总体施工进度表以及作业表单等资料的编制工作。我们根据厂家的检修维护手册编制了对应间隔的作业表单，内容按检修深度有所区分，同时将所有作业步骤进行拍照，在后期插入到作业表单中，形成可视化作业表单，可为以后的相关作业提供标准和参考。值得一提的是，由于工程浩大，有很多作業需要同时进行，或是作业内容没有先后顺序，若按传统的流程会出现堵塞情况。因此我们在编制作业表单时，创新性地将作业流程与各部件的细化检修分开，如大修作业表单中前部分按GIS拆装顺序列出了施工步骤，而将各部件的检查大修内容以附表形式插入其后。
三、方案的实施
在将整盘计划确定后我们就开始进行实施，计划工期由八月中旬至九月下旬。其中深度小修间隔最先开始，历时一个星期，其余间隔同时开工，围绕两段母线的轮停进行差异化检修，各阶段大小修内容如下：
（一）深度小修间隔检修内容
深度小修需要该间隔停电进行，主要工作是按照作业标准将断路器、刀闸机构以及CT二次线箱等密封机构进行开盖全面检查，并对部分二次元器件进行更换。对断路器小修前后进行较为全面的试验，进行前后数据对比。对所有生锈螺丝可以更换的全部进行更换。对所有传动机构清除油泥，更换生锈挡圈并加入机构和润滑油，最后对整个间隔进行喷漆处理。
（二）开孔检查间隔检修内容
开孔检查间隔主要对该间隔的所有气室（母线筒除外）进行开孔检查，同时借助高性能内窥镜进行内部检查、照相和录像，对汇控柜进行整体更换，并将所有机构进行拆除返厂大修后回装，对断路器大修前后进行试验数据对比，最后对整个间隔进行喷漆处理。
（三）现场大修间隔检修内容
现场大修间隔主要将所有气室包括机构箱全部进行解体现场大修以及汇控柜更换，为此我们将变电站主控楼一楼的空地改造为检修间，将拆卸下来的气室和机构搬进检修间内，通过安装空调、控制入内人数和进入需穿鞋套等措施，严格控制粉尘含量。该部分的工作内容主要是将所有零部件进行拆解检查，对发现问题的部件进行更换，如无发现问题则清洁后进行回装，这项工作由厂家技术人员指导，我方检修人员独立完成。检修完成后进行回装，最后对整个间隔进行喷漆处理。 （四）整体更换间隔检修内容
该间隔主要检修内容就是将原来的间隔全部拆卸，更換一个全新的设备，将旧间隔设备进行返厂大修，大修完成后作为一个备用间隔，供下次大修或故障间隔使用。
四、实施后的效果对比
（一）外观对比
从外观上看，经过整体更换的间隔因为是新设备，所以外观上最为干净整洁，其他三个间隔由于是后期喷漆，所以外观上差异不大，但相比其他未检修间隔可以说是焕然一新。
（二）更换部件对比
大小修的部件更换情况如表4-1所示：
表4-1 检修主要项目及更换部件对比表
从上表中可看出整体更换间隔更换部件最多，现场解体间隔和开孔检查间隔更换部件量相似，深度小修最少，仅更换汇控柜内的二次元件。
（三）其他参数对比
大小修的各类参数对比如表4-2所示：
表4-2 GIS大小修各类参数对比表
从以上数据可看出整体更换和现场解体检修方式花费了大量的人力物力和停电时间，开孔检查如不需配合解体大修的停电方式及汇控柜更换，工期可以缩短至15天左右。整体更换和现场解体需要母线全停四次进行打耐压，而开孔检查和深度小修则不必母线全停，可保持其他非检修设备的运行状态，尽可能减少大小修对运行方式的影响，大大降低电网风险。在内部情况检查效果上，经过实践与对比，我们认为借助高性能内窥镜也可实现对内部情况进行全面检查和评估，当发现有问题时才需采取解体处理或其他措施，但相比解体检修，开孔检查无论是性价比和相对便利性，都是其所无法比拟的。
综上所述，笔者认为GIS大修时采用开孔检查方式，所有机构进行拆除大修后返装；小修时采用深度小修方式，是目前较为合理可行的检修维护方式。另外笔者提出两点建议：
1、拥有一套GIS完整间隔的备品备件，当某间隔需要大修时，即时用备用间隔的设备（主要是机构）与其替换，替换设备返厂进行大修后又可作为下一个备件，这样不但可以提高设备的重复使用率，还可大大缩短检修工期，减少停电时间。
2、室外和室内的GIS大小修年限应该有所区分，原因是室内GIS设备受外部环境影响较小，故障率相对较低，因此建议以状态检修为主，每逢预试停电进行常规维护，同时结合设备状态评价进行评估是否需要大修。
五、结束语
通过开展GIS不同形式的检修维护试点工程，不仅使我们积累了一定的GIS以及部件拆装的经验，还使我们通过对比，摸索出一套较为合理可行的检修维护方法，达到了预期目标，有较好的借鉴意义，成为一个较为成功的实践案例。今后我们将把该工作继续深化下去，进一步实现其标准化并进行推广。
参考文献
[1] 东莞供电局西安西电开关电气有限公司ZF9-252型 GIS检修维护手册.
[2] GB7674-1997《72.5kV及以上气体绝缘金属密闭开关设备》.