很多電力運(yùn)維企業(yè)、電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)近期咨詢*多的兩類問題，一是變電站GIS設(shè)備運(yùn)維過程中，如何通過SF6氣體分析實(shí)現(xiàn)早期潛在故障預(yù)判，降低非計(jì)劃停電風(fēng)險(xiǎn)；二是開展GIS SF6檢測需要符合哪些規(guī)范要求，出具的檢測報(bào)告如何滿足安監(jiān)部門的核查標(biāo)準(zhǔn)。

作為電力系統(tǒng)中核心的輸變電設(shè)備，GIS的絕緣性能直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，而SF6作為GIS設(shè)備的絕緣和滅弧介質(zhì)，其成分、純度、濕度等參數(shù)的變化，*是反映GIS內(nèi)部健康狀態(tài)的“晴雨表”。以往很多運(yùn)維團(tuán)隊(duì)碰到的GIS故障漏判、誤判問題，大多是因?yàn)镾F6氣體分析的精度不足，或者對SF6分解產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系認(rèn)知不到位導(dǎo)致的。

一、SF6分解產(chǎn)物與GIS故障的對應(yīng)關(guān)聯(lián)

GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電、過熱、絕緣劣化等異常情況時(shí)，SF6氣體會(huì)在高能作用下發(fā)生分解，與設(shè)備內(nèi)部的微量水分、環(huán)氧樹脂絕緣部件、金屬觸頭發(fā)生反應(yīng)，生成多種SF6分解產(chǎn)物。根據(jù)DL/T 1498-2016標(biāo)準(zhǔn)要求，常規(guī)GIS SF6檢測需要重點(diǎn)監(jiān)測的SF6分解產(chǎn)物包括SO?、H?S、CO、HF四類，不同產(chǎn)物的含量組合可以對應(yīng)不同的故障類型【1】。

當(dāng)檢測到SO?含量超過標(biāo)準(zhǔn)閾值時(shí)，大多對應(yīng)GIS內(nèi)部出現(xiàn)了局部放電或輕微過熱故障，此時(shí)故障尚未涉及固體絕緣部件，屬于早期預(yù)*階段；如果SO?超標(biāo)的同時(shí)伴隨H?S檢出，則說明故障能量已經(jīng)升高，導(dǎo)致環(huán)氧樹脂等固體絕緣材料發(fā)生分解，需要盡快安排停電檢修；如果檢測到HF成分，則說明故障放電能量較高，已經(jīng)出現(xiàn)SF6與金屬材料的反應(yīng)，故障等級屬于需要緊急處置的范疇，隨時(shí)可能發(fā)生絕緣擊穿事故。

由于GIS腔體內(nèi)的氣體成分復(fù)雜，不同SF6分解產(chǎn)物之間容易出現(xiàn)檢測信號的交叉干擾，加上戶外檢測時(shí)的溫度、壓力變化都會(huì)影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，很多普通檢測設(shè)備無法精準(zhǔn)捕捉到早期故障產(chǎn)生的微量SF6分解產(chǎn)物，容易導(dǎo)致漏判。

二、基于GIS SF6檢測的GIS故障診斷實(shí)操流程

成熟的GIS故障診斷體系，需要將SF6氣體分析數(shù)據(jù)與設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史檢修記錄結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的故障定位和等級判定。根據(jù)GB/T 8905-2012的要求，常規(guī)GIS SF6檢測流程分為初篩、復(fù)測、判定三個(gè)階段【2】。

第一階段是日常巡檢的初篩，可采用在線監(jiān)測設(shè)備或者便攜快檢設(shè)備完成，重點(diǎn)排查SF6純度、露點(diǎn)是否出現(xiàn)異常，初步判斷是否存在氣體泄漏或者受潮問題；如果初篩發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常，或者設(shè)備出現(xiàn)異響、溫度異常等情況，*要進(jìn)入第二階段的精準(zhǔn)復(fù)測，采用的多參數(shù)SF6綜合測試儀，對所有SF6分解產(chǎn)物、CF4微量含量、O2含量等參數(shù)進(jìn)行同步檢測，獲取完整的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)；第三階段的故障判定，需要結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行年限、歷史負(fù)荷情況、過往檢修記錄，對照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的閾值進(jìn)行判定，必要時(shí)可結(jié)合超聲波局部放電檢測等手段交叉驗(yàn)證，確認(rèn)故障位置和嚴(yán)重程度。

目前很多電網(wǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、第三方檢測機(jī)構(gòu)采用的北京康高特司南SF6綜合測試儀，*是專為GIS設(shè)備設(shè)計(jì)的多參數(shù)智能氣體檢測儀器，可同步測量SF6氣體分解產(chǎn)物（SO?、H?S、CO、HF）、O?含量、CF?微量含量、SF6純度及露點(diǎn)，一臺設(shè)備即可完成全流程的GIS SF6檢測需求，無需多次更換設(shè)備采樣，大幅提升現(xiàn)場檢測效率。這款儀器采用交叉干擾抑制算法和全量程溫壓補(bǔ)償技術(shù)，可有效消除不同氣體成分之間的信號干擾，以及戶外溫濕度、壓力變化對檢測結(jié)果的影響，確保GIS設(shè)備檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。其核心參數(shù)中SO?測量范圍0~100μL/L，精度±0.5μL/L；HF測量范圍0~10μL/L，精度±0.5μL/L，可精準(zhǔn)捕捉早期故障產(chǎn)生的微量SF6分解產(chǎn)物，降低漏判風(fēng)險(xiǎn)。在某省電網(wǎng)2023年開展的330kV及以上變電站GIS隱患排查項(xiàng)目中，運(yùn)維人員采用這款設(shè)備完成了127間隔的GIS SF6檢測，提前發(fā)現(xiàn)2臺設(shè)備的SO?微量超標(biāo)問題，后續(xù)解體檢查確認(rèn)是觸頭接觸不良導(dǎo)致的輕微過熱故障，及時(shí)處置后避免了后續(xù)的絕緣擊穿事故。

三、GIS SF6檢測的合規(guī)要求與運(yùn)維管理規(guī)范

針對政府、電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)注的合規(guī)問題，目前國內(nèi)已經(jīng)出臺了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對GIS SF6檢測的流程、參數(shù)閾值、報(bào)告要求做出明確規(guī)定。根據(jù)DL/T 1867-2018《氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)維規(guī)程》要求，新投運(yùn)的GIS設(shè)備在投運(yùn)后1個(gè)月內(nèi)需要完成*SF6氣體分析，運(yùn)行中的110kV及以上GIS設(shè)備每年至少開展1次GIS SF6檢測，處于重負(fù)荷、高海拔、高腐蝕區(qū)域的設(shè)備，檢測頻率需要提升至每半年1次【3】。

監(jiān)管部門對檢測報(bào)告的要求包括：檢測數(shù)據(jù)需要覆蓋所有要求的SF6分解產(chǎn)物、純度、露點(diǎn)等參數(shù)，檢測方法符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，出具報(bào)告的機(jī)構(gòu)需要具備對應(yīng)的CMA檢測資質(zhì)，檢測設(shè)備需要在有效期內(nèi)完成計(jì)量校準(zhǔn)。

北京康高特司南SF6綜合測試儀的所有測量參數(shù)、精度要求均符合現(xiàn)行*和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出為規(guī)范格式的檢測報(bào)告，無需額外整理即可提交給監(jiān)管部門核查，大幅降低了運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的合規(guī)管理成本。對于第三方檢測機(jī)構(gòu)而言，這款設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)溯源性符合計(jì)量要求，可作為出具*檢測報(bào)告的依據(jù)。

四、不同場景下的SF6氣體分析設(shè)備選型建議

針對B端用戶關(guān)注的性能、成本適配問題，不同的應(yīng)用場景可以選擇對應(yīng)配置的檢測設(shè)備，平衡檢測需求和采購成本。

對于電網(wǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、大型發(fā)電企業(yè)的日常巡檢場景，需要經(jīng)常開展多間隔的GIS SF6檢測和GIS故障診斷工作，優(yōu)先選擇可同步檢測多參數(shù)的SF6綜合測試儀，相比單一參數(shù)的檢測設(shè)備，現(xiàn)場檢測效率可提升3倍以上，單次檢測的人工成本可降低60%左右，長期來看整體運(yùn)維成本更低。對于第三方檢測機(jī)構(gòu)而言，優(yōu)先選擇精度符合計(jì)量要求、抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，確保不同現(xiàn)場環(huán)境下的檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，滿足不同客戶的GIS故障診斷需求。對于小型用電企業(yè)的自有變電站運(yùn)維場景，如果檢測頻率較低，可以選擇基礎(chǔ)款的檢測設(shè)備，滿足常規(guī)的SF6純度、露點(diǎn)檢測需求，如有異常再委托第三方機(jī)構(gòu)開展精準(zhǔn)的SF6分解產(chǎn)物檢測。

需要注意的是，無論選擇哪類設(shè)備，都需要定期送計(jì)量機(jī)構(gòu)完成校準(zhǔn)，確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的GIS故障誤判或者合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

【1】 DL/T 1498-2016 六氟化硫電氣設(shè)備分解產(chǎn)物試驗(yàn)方法

【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 1867-2018 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)維規(guī)程

【4】 DL/T 1986-2019 六氟化硫氣體濕度檢測方法