根據(jù)變電站的運(yùn)行環(huán)境和檢修維護(hù)成本，按照“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理”原則，展開對GIS設(shè)備戶內(nèi)外布置對比分析。

首先從GIS設(shè)備安裝、運(yùn)行及維護(hù)等方面分析GIS設(shè)備在高海拔、重污染地區(qū)戶內(nèi)外兩種不同運(yùn)行條件下的故障率和維護(hù)周期；

其次明確GIS設(shè)備30年壽命周期內(nèi)零部件在戶內(nèi)外兩種不同運(yùn)行條件下的壽命，以及GIS設(shè)備在戶內(nèi)外兩種不同運(yùn)行條件下的檢修周期；結(jié)合變電站的運(yùn)行環(huán)境和檢修維護(hù)成本，進(jìn)行以下比較。

一、目前GIS設(shè)備的使用狀況

GIS即氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，又稱“六氟化硫封閉式組合電器”，它是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和母線等元件組合并封閉于金屬殼體內(nèi),充SF6氣體絕緣組成一種組合式高壓電器。因具有占地面積小、運(yùn)行可靠性高、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)逐步取代敞開式開關(guān)設(shè)備，GIS設(shè)備因?qū)⒅饕淮卧O(shè)備封閉在金屬殼體內(nèi)，因此普遍認(rèn)為具備戶外運(yùn)行的條件，而且很多地區(qū)已建設(shè)了大批戶外GIS變電站。

隨著GIS設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，各類缺點(diǎn)也逐漸暴露?，F(xiàn)運(yùn)行的戶外GIS設(shè)備以國產(chǎn)設(shè)備居多，大批運(yùn)行時(shí)間達(dá)到3-5年的設(shè)備已出現(xiàn)不同程度的GIS殼體表面銹蝕現(xiàn)象，且GIS本體安裝的各類傳感器等零部件故障率較高，給運(yùn)行維護(hù)單位帶來很大不便，以上問題沿海地區(qū)和污染嚴(yán)重地區(qū)最為嚴(yán)重，環(huán)境較好地區(qū)也同樣存在，大大增加了維護(hù)工作量。再有GIS設(shè)備的密封技術(shù)，在雨、霧、冰、雪等惡劣天氣條件下遭到極大挑戰(zhàn)，GIS設(shè)備密封系統(tǒng)因難以適應(yīng)環(huán)境條件驟變而會出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

基于以上問題，提出了GIS設(shè)備戶內(nèi)布置的方案。GIS設(shè)備戶內(nèi)布置的條件，當(dāng)站址周圍存在以下情況時(shí)可建設(shè)全戶內(nèi)或半戶內(nèi)變電站：

a.人口密度高、土地昂貴地區(qū)，特別是城市中心及負(fù)荷密集區(qū)；

b.受外界條件限制，站址選擇困難地區(qū)；

c.特殊環(huán)境地區(qū)，如高地震烈度、高海拔和嚴(yán)重污染等地區(qū)。

二、GIS設(shè)備戶內(nèi)外布置的運(yùn)行環(huán)境要求

GIS設(shè)備的安裝和維護(hù)是變電站建設(shè)和運(yùn)行過程中兩個(gè)主要的工作內(nèi)容，安裝質(zhì)量的好壞，直接影響著GIS設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命，日常的維護(hù)和檢修則是杜絕GIS設(shè)備事故的有效措施之一。以下主要從這兩個(gè)方面分析GIS設(shè)備采用戶內(nèi)外兩種方式布置時(shí)對安裝環(huán)境、維護(hù)周期的不同要求，進(jìn)一步確定GIS設(shè)備采用戶內(nèi)布置的方案。

1、GIS設(shè)備本體對環(huán)境的要求

GIS設(shè)備內(nèi)含有SF6氣體，SF6氣體本身無毒，但其分解物對人體有一定的危害，因此對GIS設(shè)備殼體的密封性有嚴(yán)格的要求，需定期對運(yùn)行中的GIS設(shè)備采取噴漆防腐措施。GIS設(shè)備殼體一般采用碳鋼板、不銹鋼板、鋁板等材料拼焊組成，這些材料長期運(yùn)行在高污染、高鹽密地區(qū)，容易造成GIS設(shè)備外殼、密封及絕緣部件的銹蝕，一方面需增加對GIS設(shè)備外殼噴漆，另一方面導(dǎo)致了SF6氣體外溢引發(fā)事故的概率升高，多年來GIS設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，戶外布置GIS設(shè)備的氣體泄漏次數(shù)遠(yuǎn)高于戶內(nèi)布置GIS設(shè)備的氣體泄漏次數(shù)。

2、GIS設(shè)備故障率分析

與敞開式設(shè)備（AIS）相比，低事故率是GIS設(shè)備顯著的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)近年運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，GIS設(shè)備的事故率只有AIS設(shè)備的15%-40%，但是GIS設(shè)備一旦故障影響范圍比較大，一般會造成全站停電，因此分析GIS設(shè)備故障的原因，減少GIS設(shè)備故障次數(shù)顯得尤為重要。

根據(jù)GIS設(shè)備運(yùn)行所發(fā)生的事故統(tǒng)計(jì)，造成GIS設(shè)備故障可分為七類，各類故障所占比例如下：

a.由于制造安裝工藝不良造成故障占40%；

b.由于制造廠清潔差造成故障占16%；

c.由于安裝現(xiàn)場清潔差造成故障占13%；

d.由于零部件裝錯(cuò)造成故障占10%；

e.由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成故障占7%；

f.由于運(yùn)行錯(cuò)誤造成故障占7%；

g.由于其他不明原因造成故障占7%；

通過上述數(shù)據(jù)可以看出，因在現(xiàn)場施工清潔工作沒做好，使得金屬微粒、塵埃、雜物、水分潮氣侵入到GIS設(shè)備內(nèi)部而造成的事故約占13%。因此施工現(xiàn)場要保持清潔的工作環(huán)境，是保證GIS設(shè)備安裝質(zhì)量的關(guān)鍵。為此要求GIS設(shè)備裝配時(shí)應(yīng)在無風(fēng)沙、無雨雪、空氣相對濕度小于80%的條件下進(jìn)行，并根據(jù)產(chǎn)品要求嚴(yán)格采取防塵、防潮措施。

若采用GIS設(shè)備戶外布置方案，在設(shè)備安裝時(shí)，空氣中的粉塵和顆粒很容易進(jìn)入到GIS設(shè)備內(nèi)部，造成安全隱患，若采用GIS設(shè)備戶內(nèi)布置方案，房屋本身有阻礙粉塵的作用，在設(shè)備安裝和運(yùn)行時(shí)均具有防護(hù)作用，可以有效降低因周邊環(huán)境污染造成GIS設(shè)備故障的概率。

3、GIS設(shè)備運(yùn)行維護(hù)

日常巡視和定期檢修是杜絕GIS設(shè)備故障的有效措施之一，GIS設(shè)備日常巡視項(xiàng)目包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，指示器、密度計(jì)、壓力表的指示值是否正確等。由于GIS設(shè)備的斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等設(shè)備均封閉在GIS內(nèi)部，巡視人員須通過專門的觀察窗和儀表來判斷各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，因此，GIS運(yùn)行過程需保證觀察窗和指示儀表的清潔性，以方便工作人員查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。若采用戶外布置時(shí)，特別是空氣污染比較嚴(yán)重的地區(qū)，需定期清掃GIS設(shè)備，保證任何狀態(tài)下各設(shè)備觀察窗和儀表的可視性。GIS設(shè)備檢修項(xiàng)目包括密度計(jì)、壓力表的校驗(yàn)、不良緊固件的更換、清掃SF6氣室的金屬微粒、粉末、清除SF6氣體的分解物等，污染嚴(yán)重地區(qū)空氣中粉塵、顆粒較多，采用戶外布置時(shí)，SF6氣室進(jìn)入粉塵、顆粒的概率大大增加，GIS設(shè)備定期檢修的周期一般為3-5年，不僅增加了GIS設(shè)備的檢修維護(hù)費(fèi)用，還造成大范圍的停電。而采用GIS設(shè)備戶內(nèi)布置，房屋可有效的阻礙粉塵、顆粒的進(jìn)入，將GIS設(shè)備定期檢修的周期提高到8-15年，大大節(jié)省了檢修維護(hù)費(fèi)用。

三、GIS設(shè)備戶內(nèi)外布置的檢修維護(hù)費(fèi)用分析

目前，電力企業(yè)多以3年為周期開展設(shè)備定期檢修，主要工作為預(yù)防性試驗(yàn)、更換壽命到期的零部件、并對銹蝕的設(shè)備外殼進(jìn)行噴漆等，定期檢修在保證設(shè)備正常工作中起到了直接防止或延遲故障的作用。經(jīng)調(diào)查，GIS內(nèi)的主要設(shè)備均能滿足30年壽命要求，但是部分零部件壽命無法達(dá)到30年，成為設(shè)備30年壽命的短板環(huán)節(jié)，采用戶內(nèi)布置后，設(shè)備運(yùn)行條件明顯改善，壽命周期短板環(huán)節(jié)的零部件壽命及檢修周期均可相應(yīng)延長，詳細(xì)情況見表一及表二。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，在30年壽命周期內(nèi)，戶外GIS檢修維護(hù)費(fèi)約為戶內(nèi)GIS布置的3倍。

四、結(jié)論

GIS布置方案是解決土地緊張的有效措施，戶內(nèi)GIS布置方案雖在前期建設(shè)階段略高于戶外GIS布置方案，但后期維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于戶外GIS布置方案，有效解決了戶外運(yùn)行的GIS設(shè)備銹蝕嚴(yán)重、零部件故障率高等問題，檢修維護(hù)次數(shù)大大減少，符合“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”變電站建設(shè)理念。從“30年壽命周期”及“兩型一化”角度考慮，戶內(nèi)GIS布置方案優(yōu)于戶外GIS布置方案，因此，GIS設(shè)備變電站推薦采用戶內(nèi)GIS布置方案。

原標(biāo)題:GIS設(shè)備戶內(nèi)與戶外布置對比