一起252 kV GIS設(shè)備故障分析

徐華，劉浩軍，潘杰，林鈞

（1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；2.浙江省電力公司，杭州310007；3.寧波電力局，浙江寧波315016）

一起252 kV GIS設(shè)備故障分析

徐華1，劉浩軍1，潘杰2，林鈞3

（1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；2.浙江省電力公司，杭州310007；3.寧波電力局，浙江寧波315016）

分析了一起252 kV GIS故障，相關(guān)試驗表明故障氣室的SO2和H2S含量較高。分析認(rèn)為故障的直接原因是設(shè)備安裝中出現(xiàn)紕漏，母線導(dǎo)體插入深度過短，或者限位卡箍未起作用，當(dāng)線路發(fā)生接地時在電動力作用下導(dǎo)體套筒軸向位移過大，引起母線放電燒損，為此提出了防范的措施。

GIS；斷路器；母線；故障；分析

GIS（封閉式組合電器）與常規(guī)敞開式高壓電器設(shè)備相比，具有占地面積和受外界環(huán)境影響小，運行可靠性高、維護(hù)工作量小、檢修周期長的特點。但GIS設(shè)備一旦出現(xiàn)內(nèi)部故障，設(shè)備停電范圍和處理難度較常規(guī)設(shè)備大得多。因此應(yīng)加強GIS設(shè)備制造、安裝、運行維護(hù)和檢測試驗，及時發(fā)現(xiàn)GIS異?，F(xiàn)象并采取相應(yīng)措施，避免故障發(fā)生或擴(kuò)大。

1 設(shè)備故障情況

某252 kV GIS設(shè)備201斷路器出線B相運行中出現(xiàn)接地故障，201斷路器跳閘。在201斷路器重合閘前，正母母差差動保護(hù)動作，故障錄波器上顯示V相發(fā)生接地故障。隨后220 kV母聯(lián)開關(guān)跳閘，正母上其它負(fù)載全部跳開，正母失電。下午正母改檢修方式完畢，幾分鐘后，副母母差差動保護(hù)動作，故障錄波器上顯示V相發(fā)生接地故障。隨后副母上其它負(fù)載全部跳開，副母失電。

故障前220 kV側(cè)運行方式，1號主變壓器、201和204斷路器出線接正母運行（副母隔離開關(guān)斷開）；2號主變壓器、202和203斷路器出線接副母運行；220 kV母聯(lián)開關(guān)運行，接線如圖1所示。252 kV GIS正副母線隔離開關(guān)動觸頭位于各自母線側(cè)，正副母線隔離開關(guān)靜觸頭導(dǎo)通，與斷路器母線側(cè)流變氣室母線側(cè)接頭構(gòu)成一個“T”型結(jié)構(gòu)。

2 相關(guān)檢查及試驗

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)203斷路器出線V相正母閘刀氣室表壓至0，其余氣室壓力未見明顯異常，203斷路器出線V相正母隔離開關(guān)氣室防爆膜未見明顯異常。

圖1 故障前的系統(tǒng)一次接線

201出線V相接地故障后，相應(yīng)線路斷路器跳閘，導(dǎo)致母線系統(tǒng)暫態(tài)電壓升高，故障錄波器顯示母線側(cè)V相過電壓倍數(shù)是1.12倍，201出線V相接地故障電流是19.66 kA，正母母差差動電流22.39 kA，副母母差差動電流15.90 kA。

對GIS所有氣室進(jìn)行分解物測試，在對203斷路器V相正母隔離開關(guān)氣室分解物測試時，儀器顯示超量程，斷路器201，203，220 kV母聯(lián)和204的V相4個氣室分解物測試結(jié)果如表1，其余氣室分解物測試未見異常。次日，用SF6純度測試儀和同廠家分解物測試儀對4個氣室進(jìn)行復(fù)測，測試結(jié)果與表1相近。

表1 氣體分解物測試值

對故障的203斷路器V相正母隔離開關(guān)氣室進(jìn)行解體時發(fā)現(xiàn)：氣室內(nèi)有大量的灰色粉塵，附近的母線導(dǎo)體套筒和導(dǎo)體脫開，套筒軸向位移達(dá)40 mm左右，脫開的母線導(dǎo)體連接面燒蝕嚴(yán)重，母線導(dǎo)體連接面對伸縮節(jié)放電，203斷路器V相正母隔離開關(guān)靜觸頭對外殼放電，隔離開關(guān)氣室伸縮節(jié)泄漏，如圖2—4所示。

3 故障原因分析

201出線線路附近有一工地的塔吊正在施工，塔吊在吊重物的過程中鋼絲繩索斷裂，繩索反彈導(dǎo)致201出線V相接地。正母失電原因有：

（1）203出線V相正母隔離開關(guān)附近的正母導(dǎo)體插入深度不夠或限位卡箍安裝不到位，導(dǎo)致母線導(dǎo)體接觸不良；

圖2 母線導(dǎo)體脫開

圖3 母線導(dǎo)體連接面對伸縮節(jié)放電

圖4 隔離開關(guān)氣室伸縮節(jié)泄漏部位

（2）201出線V相接地，接地故障電流19.66 kA，在電動排斥力作用下，引發(fā)203出線V相正母隔離開關(guān)附近的正母導(dǎo)體進(jìn)一步接觸不良，導(dǎo)體套筒發(fā)生軸向位移；

（3）導(dǎo)體連接面被短路電流燒蝕，引發(fā)導(dǎo)體連接面電場嚴(yán)重畸變。燒蝕殘留物遺留在該氣室內(nèi)，引發(fā)氣室內(nèi)氣體絕緣性能下降；

（4）201斷路器跳閘后，引發(fā)V相母線過電壓，并導(dǎo)致V相母線導(dǎo)體對伸縮節(jié)放電。

203出線V相正母隔離開關(guān)氣室發(fā)生一次接地故障后，氣室內(nèi)氣體成份發(fā)生變化，大量燒蝕殘留物遺留在氣室內(nèi)，引發(fā)氣室內(nèi)氣體的絕緣性能嚴(yán)重下降，導(dǎo)致V相正母隔離開關(guān)靜觸頭部分不能承受正常運行相電壓而對外殼放電，正副母隔離開關(guān)靜觸頭導(dǎo)通，繼而副母失電，靜觸頭表面和筒體內(nèi)壁有明顯的電弧燒蝕痕跡也證明了這一點。

203出線V相正母隔離開關(guān)氣室再次發(fā)生接地故障（副母接地故障），壓力增加，伸縮節(jié)焊接位置薄弱處在該壓力下出現(xiàn)泄漏，導(dǎo)致氣室表壓至0，檢查該氣室防爆膜未動作。

4 防范措施

（1）安裝時仔細(xì)核查母線套筒內(nèi)導(dǎo)體長度及連接處插入深度，通過回路電阻測試進(jìn)行檢查，應(yīng)加強橫向、與廠家設(shè)計值間的比較，確保安裝質(zhì)量。

（2）對母線套筒內(nèi)導(dǎo)體連接處的限位卡箍在投運前加強抽檢，必要時借助X射線成像技術(shù)進(jìn)行抽查，防止漏裝或偏移而引起導(dǎo)體套筒在振動和電動力下發(fā)生軸向位移。

（3）母線停電類的故障發(fā)生后，需立即對相關(guān)氣室進(jìn)行SF6分解物測試，找出故障氣室，重點關(guān)注母線隔離開關(guān)氣室，防止雙母線失電。

（4）加強壓力釋放裝置的抽檢，確保其正確可靠動作。

（5）加強伸縮節(jié)水壓試驗和氣密性試驗的抽檢，加強焊接部位的檢查。

[1]羅雪琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[M].北京：中國電力出版社，1999.

[2]徐世山，孟可風(fēng)，劉文泉.一起363 kV GIS充電閃絡(luò)故障的原因分析[J].高壓電器，2007，43（1）∶74-76.

[3]何善喜.550 kV GIS盆式絕緣子閃絡(luò)事故的分析[J].高壓電器，2003，39（3）∶79-78.

[4]梁之林，朱大銘，張英杰.兩起GIS組合電器事故原因分析[J].吉林電力，2007，35（4）∶36-38.

（本文編輯：楊勇）

Analysis on a Fault of 252 kV GIS Equipment

XU Hua1，LIU Hao jun1，PAN Jie2，LIN Jun3
（1.Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zhejiang（Provincial）Electric Power Company，Hangzhou 310007，China；3.Ningbo Electric Power Bureau，Ningbo Zhejiang 310516，China）

The paper analyzes a fault of 252 kV GIS equipment.The test shows that SO2and H2S concentrations in the faulty chamber are high.It is analyzed that the fault is caused by careless mistakes during equipment installation，short insertion of bus conductor or failure of stopper clips.When the lines are grounded, there is a large axial shift of conductor bushing due to electrodynamic force，which causes discharge burning of the conductor.Therefore，the paper proposes preventive measures.

GIS；switch；bus；fault；analysis

TM561.3

：B

：1007-1881（2013）09-0014-02

2013-03-18

徐華（1979-），男，湖北石首人，工程師，從事電力開關(guān)設(shè)備的運行管理工作。