500 kV GIS 母線失壓故障診斷方法

魏忠明，魏欣，袁峻，楊所云，白雙全，陳井銳

(1.云南省送變電工程公司，昆明 650216;2.湖南大學(xué)，長(zhǎng)沙 410000;3.云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650000)

0 前言

GIS 內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常緊湊，其對(duì)內(nèi)部的絕緣要求非常嚴(yán)格。因GIS 的結(jié)構(gòu)及制造工藝問(wèn)題，當(dāng)GIS 發(fā)生故障時(shí)，如何快速準(zhǔn)確地對(duì)其故障部位進(jìn)行診斷確定，將直接影響設(shè)備的停電范圍、時(shí)間及維修費(fèi)用。本文針對(duì)一起500 kV GIS 母線內(nèi)部故障失壓情況，通過(guò)解體找到了直接原因，針對(duì)現(xiàn)有診斷方法中的不足，提出了GIS 設(shè)備工藝結(jié)構(gòu)和診斷方法的改進(jìn)措施。

1 500 kV GIS 母線故障失壓情況

某500 kV 變電站500 kV GIS Ⅲ組母線母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，與Ⅲ母相連的斷路器5312、5322、5341 (4 號(hào)主變)、5351 正確跳閘，Ⅲ組母線失壓，繼電保護(hù)正確動(dòng)作。如圖1 是電壓互感器、電流互感器信號(hào)采取位置。

圖1 電壓互感器、電流互感器信號(hào)采取位置

2 故障診斷分析

2.1 采用排除法確認(rèn)疑似故障段

2.2 通過(guò)解體確認(rèn)故障

解體方法:通過(guò)壓縮波紋管200 mm 將主母線平面接觸導(dǎo)體拆下。為了防止伸縮節(jié)波紋管往下墜，必須用臨時(shí)支撐支著分離后的波紋伸縮節(jié)管。拆除母線單元過(guò)程中，要搭設(shè)臨時(shí)支撐架，以防止拆除過(guò)程中母線筒下墜或偏移。

2.3 故障原因分析及處理

500 kV Ⅲ段母線MB3－8B3 支柱絕緣子在制造過(guò)程中留下粘接不良的缺陷后，由于運(yùn)輸中受力導(dǎo)致產(chǎn)生的間隙，在長(zhǎng)期運(yùn)行局部放電作用下，最終支柱絕緣子內(nèi)部貫穿性放電，并引發(fā)爆炸，導(dǎo)致Ⅲ段母線失壓。

3 設(shè)備存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

3.1 設(shè)備存在的問(wèn)題

問(wèn)題1:兩氣室共用一表監(jiān)測(cè)

534 13 隔離開(kāi)關(guān)B 相的MB3－3B 氣室與Ⅲ組母線MB3－8B 氣室，是用止氣盆式絕緣子隔斷而形成的兩個(gè)獨(dú)立氣室，但現(xiàn)場(chǎng)卻通過(guò)一根小管將兩個(gè)氣室連通，共用一個(gè)閥門(mén)控制，引下后使用一個(gè)SF6密度繼電器同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)氣室。這種安裝方式，失去了兩個(gè)獨(dú)立氣室間的止氣盆式絕緣子的存在意義。故障時(shí)，肯定會(huì)擴(kuò)大設(shè)備的檢修范圍。

改進(jìn)措施:根據(jù)SF6氣體設(shè)備設(shè)計(jì)及反措規(guī)定要求，將其改造成一氣室一表監(jiān)測(cè)。

問(wèn)題2:GIS 伸縮節(jié)波紋管的數(shù)量及設(shè)置待優(yōu)化

該套GIS 伸縮節(jié)波紋管的數(shù)量及設(shè)置，未充分考慮檢修便利性。造成未發(fā)生擊穿的另外兩段GIS 母線筒也需要配合停電檢修，擴(kuò)大了檢修的范圍。

改進(jìn)措施:簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)，應(yīng)從檢修的角度，在適當(dāng)位置增設(shè)工藝波紋管。

問(wèn)題3:未設(shè)置設(shè)備狀態(tài)觀察窗

據(jù)統(tǒng)計(jì)，GIS 故障多發(fā)生在絕緣件、導(dǎo)體連接及開(kāi)關(guān)觸頭處。由于檢查方法單一，檢修效率較低。

改進(jìn)措施:需在適當(dāng)位置設(shè)置設(shè)備狀態(tài)觀察窗，以便于觀察開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸情況及故障查找，縮短檢修時(shí)間。

問(wèn)題4:優(yōu)化主母線垂直布置安裝方式

該套GIS 三相主母線呈垂直布置方式，此次故障相B 相位于頂部，尚可檢修。但A、C 相一旦出故障，將加大檢修難度。勢(shì)必會(huì)引發(fā)擴(kuò)大檢修范圍、延長(zhǎng)檢修時(shí)間等后遺癥。

改進(jìn)措施:在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，應(yīng)優(yōu)化三相主母線與分支母線連接布置方式。如:三相主母線呈水平布置或“品”字形布置或三相主母線呈樓梯形斜向垂直布置等。

問(wèn)題5:優(yōu)化斷路器布置方式

該套GIS 斷路器與主母線呈平行布置方式，一旦中相(或內(nèi)側(cè))斷路器出故障，將帶來(lái)加大檢修難度、擴(kuò)大檢修范圍及延長(zhǎng)檢修時(shí)間等問(wèn)題。

改進(jìn)措施:在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，應(yīng)優(yōu)化斷路器布置方式。如:斷路器與三相主母線呈垂直布置方式。檢修時(shí)，便于斷路器進(jìn)出。

3.2 診斷方法改進(jìn)措施

1)該套GIS 由于結(jié)構(gòu)原因，導(dǎo)致只能采取伸縮節(jié)波紋管和母線整體拆除的方法。現(xiàn)場(chǎng)必須反復(fù)調(diào)整吊點(diǎn)(始終找不到重心點(diǎn))，加大了設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)了檢修時(shí)間。建議拆除前，廠家應(yīng)提供整體拆除設(shè)備重心點(diǎn)位置、重量等參數(shù)。

2)在日常維護(hù)中，建議采用UHF 測(cè)量法，定期對(duì)GIS 設(shè)備盆式絕緣子法蘭及支柱絕緣子進(jìn)行局放試驗(yàn)。

3)為進(jìn)一步提高GIS 絕緣件質(zhì)量可信度，檢測(cè)試驗(yàn)做出明確要求，延長(zhǎng)局放試驗(yàn)時(shí)間:由10 分鐘延長(zhǎng)到30 分鐘;用X 射線探傷等試驗(yàn)手段，全檢支柱絕緣子;按比例抽檢其抗彎、抗壓等強(qiáng)度試驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)事故檢修后的500 kV 草鋪擴(kuò)變電站Ⅲ組母線已安全運(yùn)行于電網(wǎng)。文中從安裝和檢修的角度，對(duì)暴露的問(wèn)題及仍然存在的隱患，提出了一些看法和建議，以期與同行們共享的同時(shí)，能提高產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全運(yùn)行水平。

［1］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪?zhàn)冸娬?00 kV Ⅲ母GIS 現(xiàn)場(chǎng)拆解三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［2］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪?zhàn)冸娬?00 kV Ⅲ母GIS 現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［3］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB501 47－2010) ［S］.北京，2010，12.