一起GIS內(nèi)部故障原因分析及對(duì)策

摘要：通過(guò)具體實(shí)例，介紹了一起GIS內(nèi)部故障的經(jīng)過(guò)，分析了故障的原因，并提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：GIS 故障 分析 措施

電力GIS設(shè)備（gas-insulated metal-enclosed switch gear，氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備）是由斷路器，接地開(kāi)關(guān)，母線等元件直接聯(lián)在一起，并全部封閉在接地的外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的絕緣氣體作為滅弧介質(zhì)。近年來(lái)，隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，GIS變電站的數(shù)量不斷增加，GIS因其具有諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為主導(dǎo)開(kāi)關(guān)設(shè)備。但是由于GIS設(shè)備本身的封閉性，使得故障檢測(cè)和診斷相對(duì)困難，同時(shí)該類設(shè)備內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)很高，一旦出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，極易發(fā)生設(shè)備故障，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生爆炸，造成巨大損失。因此，分析事故原因，吸取事故教訓(xùn)具有重大意義。現(xiàn)以朔州220kV甲站221出線GIS間隔故障診斷為例來(lái)分析了故障的原因，并提出了防范措施，其或?qū)⒊蔀橐院蟊苊馐鹿实摹扒败囍b”。

1 故障基本情況

1.1 某220kV站正常運(yùn)行方式

220kV南北母并列運(yùn)行，母聯(lián)220斷路器在合位，1號(hào)、2號(hào)主變高、中壓側(cè)并列運(yùn)行，低壓側(cè)解列運(yùn)行。1號(hào)主變壓器220kV、110kV中性點(diǎn)接地。

1.2 故障情況

2011年10月18日12時(shí)09分17秒220kV 某線路A相接地，線路兩側(cè)雙重化配置光差保護(hù)快速動(dòng)作掉閘，重合復(fù)掉。

①220kV乙站，220kV某線路252斷路器A相故障，PRS753光差保護(hù)、RCS931光差保護(hù)動(dòng)作掉閘，故障錄波器動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合復(fù)掉。故障錄波器測(cè)距38km，保護(hù)測(cè)距44.7km。

②220kV甲站，220kV某線路221斷路器A相故障，PRS753光差保護(hù)、RCS931光差保護(hù)動(dòng)作掉閘，重合閘動(dòng)作，重合復(fù)掉。保護(hù)測(cè)距0 km。

2 設(shè)備參數(shù)

2.1 221組合電器參數(shù)

型號(hào):ZF16-252

額定電壓：252kV

額定電流：3150A

出廠日期：2009年9月1日

投運(yùn)日期：2010年7月27日

2.2 221A相線路電壓互感器參數(shù)

型號(hào):JDQXF3-220

額定電壓：252kV

出廠日期：2009年9月1日

投運(yùn)日期：2010年7月27日

3 現(xiàn)場(chǎng)故障檢查處理情況

3.1 18日安排輸電工區(qū)巡線，未發(fā)現(xiàn)線路有明顯故障點(diǎn)。安排19日繼續(xù)巡線。

3.2 19日9時(shí)，檢修工區(qū)、保護(hù)工區(qū)、試驗(yàn)工區(qū)前往220kV甲站對(duì)某線路221間隔設(shè)備進(jìn)行檢查、試驗(yàn)。首先將221A相線路對(duì)A相線路避雷器進(jìn)行了絕緣電阻、直流1毫安電壓、75%直流1毫安電壓下的泄露電流的試驗(yàn)，與交接及例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，無(wú)明顯變化，同時(shí)對(duì)放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行了動(dòng)作檢查，測(cè)試5次均正常動(dòng)作；之后對(duì)221斷路器和隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行了絕緣電阻、回路電阻、機(jī)械特性、微水、檢漏試驗(yàn)，與交接及例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，無(wú)明顯變化，最后對(duì)線路電壓互感器進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，反復(fù)測(cè)量221間隔線路側(cè)A相套管至221-1隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)電回路及線路電壓互感器的絕緣電阻，其絕緣電阻為0MΩ。測(cè)量B、C相導(dǎo)電回路的絕緣電阻，其絕緣電阻為10000MΩ。并對(duì)221線路PT及221-1隔離開(kāi)關(guān)氣室分別進(jìn)行SF6純度與分解產(chǎn)物的分析，發(fā)現(xiàn)221線路PT氣室中的分解產(chǎn)物有：8.4uL/L的二氧化硫；221-1隔離開(kāi)關(guān)氣室中分解產(chǎn)物有18uL/L的氟化氫、26uL/L的硫化氫，同時(shí)試驗(yàn)人員對(duì)221線路PT氣室進(jìn)行了微水試驗(yàn)，數(shù)據(jù)為132uL/L，初步判斷A相線路PT有接地點(diǎn)。

3.3 將線路PT及221-1隔離開(kāi)關(guān)氣室內(nèi)SF6氣體回收，打開(kāi)線路PT蓋板，發(fā)現(xiàn)線路PT盆式絕緣子十字套筒側(cè)有放電痕跡。會(huì)同廠家人員對(duì)221間隔線路PT、221-線0地刀氣室進(jìn)行拆卸、檢查，線路PT上側(cè)盆式絕緣子十字套筒氣室側(cè)表面有放電痕跡（見(jiàn)附圖），長(zhǎng)190mm，寬24mm，表面布滿有機(jī)物粉末，觸頭座表面燒傷嚴(yán)重，觸指鍍銀表面發(fā)生氧化反應(yīng)，出現(xiàn)黑色氧化銀；線路PT盆式絕緣子十字套筒氣室內(nèi)有大量有機(jī)物粉末；十字套筒氣室221-線0地刀側(cè)氣室內(nèi)有較多有機(jī)物粉末，氣室內(nèi)導(dǎo)電桿長(zhǎng)1070mm，動(dòng)觸頭表面氧化嚴(yán)重，布滿黑色氧化銀，導(dǎo)電桿身部分輕微氧化。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)處理。聯(lián)系廠家更換故障相盆式絕緣子、線路PT、221-線0地刀、出線套管氣室等，在充氣并靜置24小時(shí)后，對(duì)221間隔進(jìn)行交接試驗(yàn)，在交流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局放檢測(cè)，試驗(yàn)合格。

3.5 送電：試驗(yàn)合格后，該線路于10月26日17：01送電，目前運(yùn)行正常。

4 初步分析

4.1 盆式絕緣子上端面由中心導(dǎo)體至外壁主放電通道明顯碳化，周圍有細(xì)小樹(shù)枝狀放電痕跡，可確定此處為造成短路的原因。盆式絕緣子下端面對(duì)稱位置無(wú)放電痕跡，之后又檢查了PT本體及PT筒體均無(wú)明顯放電痕跡，廠家對(duì)PT加裝合格盆式絕緣子進(jìn)行全項(xiàng)目試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。

4.2 此盆式絕緣子為水平放置，上端面易落粉塵及異物顆粒，在安裝時(shí)安裝工藝控制不嚴(yán)，沒(méi)有對(duì)絕緣盆進(jìn)行仔細(xì)擦拭，絕緣盆上端面有粉塵及異物顆粒，運(yùn)行時(shí)放電，最終發(fā)展為貫穿性通道，導(dǎo)致短路故障的發(fā)生。

5 防范措施

5.1 廠家提高盆式絕緣子的制造工藝，并加強(qiáng)對(duì)盆式絕緣子出廠前檢查和試驗(yàn)，確保盆式絕緣子合格。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，應(yīng)保證絕緣拉桿、盆式絕緣子、支持絕緣件的干燥和清潔，不發(fā)生磕碰和劃傷，嚴(yán)格按制造廠技術(shù)規(guī)范要求控制其在空氣中的暴露時(shí)間。

5.3 交接試驗(yàn)時(shí)，110kV、220kVGIS的交流耐壓值建議為出廠值的100%，在交流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局放檢測(cè)，有條件進(jìn)行沖擊耐壓試驗(yàn)。

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