論述220kV變電站GIS設(shè)備耐壓擊穿故障

論述220kV變電站GIS設(shè)備耐壓擊穿故障摘要：GIS指氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，它是由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管和母線等元件直接聯(lián)結(jié)在一起，并封閉在接地的金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充一定壓力的SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。交流耐壓試驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)GIS設(shè)備絕緣的有效方法，由于積累效應(yīng)交流耐壓試驗(yàn)對(duì)GIS的絕緣具有一定的破壞作用，一般只在出廠及交接或更換絕緣后進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；GIS設(shè)備；耐壓擊穿故障

一、故障GIS簡(jiǎn)況

故障GIS組合電器制造廠家：設(shè)備型號(hào)：ZFW20-126，2016-09出廠，2017-4交接驗(yàn)收。某220kV變電站110千伏甲、乙母線采用三相導(dǎo)電桿共箱式布置結(jié)構(gòu)。

二、故障情況

2017年4月1日，對(duì)此變電站110kVGIS設(shè)備進(jìn)行交接耐壓試驗(yàn)。由于試驗(yàn)電源容量所限，目前在GIS交流耐壓試驗(yàn)中多采用變頻串聯(lián)諧振的方法以減小試驗(yàn)電源的容量并防止出現(xiàn)大的短路電流及恢復(fù)過(guò)電壓。串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置原理如圖1所示：

加壓方案如圖2所示。在1間隔進(jìn)線處安裝耐壓用出線套管。加壓順序?yàn)锳、B、C相，非加壓相短接接地。開(kāi)始零起升壓，72kV老練15分鐘后升壓至126kV保持3分鐘，無(wú)異常后直接升至最高加壓值230kV，1分鐘后耐壓結(jié)束，試驗(yàn)電壓降到0V，試驗(yàn)結(jié)束。在試驗(yàn)中需要對(duì)所有斷口都進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，首先使所有刀閘及斷路器處于合位并拉開(kāi)接地刀閘，進(jìn)行母線絕緣子的耐壓試驗(yàn)；待一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)束后，逐級(jí)拉開(kāi)刀閘或斷開(kāi)斷路器并合上相應(yīng)接地刀閘，分別檢驗(yàn)刀閘斷口及斷路器斷口耐壓。

進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，B相發(fā)生擊穿現(xiàn)象，擊穿電壓在110kV-180kV范圍。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的初步檢查判斷，故障點(diǎn)初步確定發(fā)生在110kV備用89D1刀閘左右。

為了準(zhǔn)確判斷擊穿點(diǎn)發(fā)生的部位，制定分段試驗(yàn)方案，先用分段耐壓法確定出故障的電氣分段，再?gòu)拇_定出的分段中按氣室用SF6氣體檢測(cè)儀檢測(cè)出是哪個(gè)氣室發(fā)生了擊穿。在對(duì)110kV備用89D1刀閘左右兩個(gè)氣室進(jìn)行氣體檢測(cè)，測(cè)量出右氣室二氧化硫含量為110μL/L，硫化氫氣體含量為32μL/L，其它相鄰氣室SF6氣體檢測(cè)無(wú)異常，初步判斷故障點(diǎn)在110kV備用89D1刀閘右邊氣室絕緣盆子處有放電現(xiàn)象。

三、故障原因及分析

根據(jù)以往工作的經(jīng)驗(yàn)，初步判斷造成故障有二種原因。一、安裝GIS管道時(shí)，有異物留在筒體內(nèi)，二、筒體內(nèi)的隔離絕緣子（盆式絕緣子）擊穿。

為了確定分析情況是否準(zhǔn)確，首先對(duì)該氣室SF6氣體進(jìn)行回收，然后打開(kāi)氣室模塊側(cè)面的密封端蓋，對(duì)GIS進(jìn)行解體檢查，如圖3所示。經(jīng)過(guò)查找，發(fā)現(xiàn)在母線對(duì)接處有閃絡(luò)擊穿痕跡，并發(fā)現(xiàn)有破損的絕緣膠皮。初步判斷為在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，安裝工藝不規(guī)范，造成絕緣環(huán)受損。

對(duì)故障段進(jìn)行了進(jìn)一步解體分析，發(fā)現(xiàn)B相主觸頭的絕緣環(huán)已經(jīng)斷裂，盆式絕緣子有放電痕跡，如圖4所示：

主觸頭的絕緣環(huán)在出廠時(shí)就已經(jīng)粘接牢固，在出廠前存在缺陷的可能性較小，在運(yùn)輸過(guò)程中受損幾率也非常低。因此，故障的產(chǎn)生可能為主觸頭絕緣環(huán)在安裝過(guò)程中，操作不當(dāng)，使絕緣環(huán)受力受卡，造成脫膠懸掛，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生了放電現(xiàn)象。

四、預(yù)防措施

4.1提高現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量

安裝質(zhì)量不良曾導(dǎo)致多起GIS設(shè)備內(nèi)部故障，加強(qiáng)安裝過(guò)程監(jiān)督，提高安裝質(zhì)量可以有效降低GIS設(shè)備投運(yùn)后的事故風(fēng)險(xiǎn)。事故案例表明，現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝的重要性。首先應(yīng)選擇管理水平高、安裝工藝優(yōu)良、安裝業(yè)績(jī)好的施工隊(duì)伍承擔(dān)安裝任務(wù)，其次監(jiān)理方應(yīng)做好安裝方案的審核，重點(diǎn)監(jiān)督安裝程序和安裝工藝的符合性，同時(shí)應(yīng)對(duì)安裝天氣記錄、施工記錄、各工序完成后的簽字驗(yàn)收記錄等進(jìn)行詳細(xì)檢查。

4.2加強(qiáng)制造質(zhì)量監(jiān)督

絕緣材質(zhì)不合格、絕緣部件制造質(zhì)量不良以及安裝工藝把控不嚴(yán)是造成GIS設(shè)備絕緣故障的主要原因。駐場(chǎng)監(jiān)造過(guò)程中，以文件見(jiàn)證的形式，檢查重要部件材質(zhì)證明文件、出廠合格證和入廠檢驗(yàn)記錄，對(duì)重要安裝過(guò)程應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證，嚴(yán)把出廠試驗(yàn)關(guān)，重點(diǎn)監(jiān)督總裝后的交流耐壓試驗(yàn)和局部放電測(cè)量試驗(yàn)。

4.3嚴(yán)把交接驗(yàn)收和交接試驗(yàn)關(guān)

交接驗(yàn)收和交接試驗(yàn)是設(shè)備投運(yùn)前的最后質(zhì)量把關(guān)環(huán)節(jié)，應(yīng)高度重視，嚴(yán)格按照《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》和《五通一措》的具體要求，進(jìn)行投運(yùn)前各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，保證設(shè)備的初始健康水平。

結(jié)語(yǔ)

此110kVGIS設(shè)備耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)主觸頭絕緣環(huán)破損放電的現(xiàn)象，這在以往耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中是不多見(jiàn)的。總結(jié)這次耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障，有產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，更主要的是在現(xiàn)場(chǎng)安裝中由于安裝不當(dāng)而造成的。GIS設(shè)備優(yōu)點(diǎn)不少，也存有問(wèn)題，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)制造質(zhì)量監(jiān)督、提高現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量、嚴(yán)把交接驗(yàn)收和交接試驗(yàn)關(guān)，保證GIS設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

劉金賀（1981.06.11），性別：女；