一起變壓器絕緣電阻測量不合格原因分析

李長偉，李 強，李俊紅，關蘇敏

（1.華潤電力（宜昌）有限公司，湖北宜昌 443007；2.中國長江電力股份有限公司，湖北宜昌 443002）

1 故障

某電站主接線采用1臺機組連接1臺變壓器、2臺變壓器1條進線的主接線方式連接（圖1）。變壓器采用三相五柱式連接，YNd11接線，中性點套管為分級絕緣，經電抗器接地。變壓器高壓側升高座經SF6氣體絕緣斷路器與氣體絕緣組合電氣（Gas Insulated Switchgear，GIS）直接相連，兩者之間裝有接地刀閘。接地刀閘操作機構為聯動操作機構，操作系統布置在A相，B/C相通過連桿聯動操作。

進行變壓器高壓側主絕緣測量時，高壓側不斷引，斷開變壓器高壓側斷路器，拉開近變壓器側接地刀閘，推上遠變壓器側接地刀閘。斷開變壓器中性點與電抗器之間的連接，通過變壓器中性點加壓進行絕緣測量。

圖1 局部主接線

2 過程分析

1#變壓器進行檢修時，各設備狀態為：1#發變組停運，2#發變組陪停。1#斷路器斷開，1#隔離開關拉開，1#接地刀閘和2#接地刀閘投上。低壓側不斷引，高壓側通過斷開斷路器形成斷開點，高壓側中性點出線套管處斷引。

1#變壓器預防性試驗前，拉開1#接地刀閘，通過高壓側中性點引出線加壓，進行高壓側本體絕緣電阻測量，此時絕緣電阻值為零，判斷高壓側在檢修狀態時存在接地點。與運行人員聯系，現場確認接地刀閘狀態。在現地確認接地刀閘狀態為拉開時，絕緣電阻仍為零。

考慮變壓器從正常運行狀態退出并進行C級檢修，內部存在接地故障的可能性很小。初步懷疑接地故障點在變壓器外部。首先對試驗儀器進行檢查，并排除試驗儀器故障導致試驗結果不合格。其次通過與運行人員配合，改變GIS的狀態，進行絕緣電阻值測量。試驗步驟及試驗結果見表1。

通過改變GIS不同的主接線狀態，測量絕緣電阻值均為零，懷疑GIS中存在未斷開點。建議從變壓器高壓側由近及遠向外排查，先從接地刀閘處開始檢查。

表1 改變設備狀態進行試驗及試驗結果

3 檢查及處理

接地刀閘操作機構為單相操作結構，通過連桿實現三相聯動（圖2），設置于操作機構上的主動輪為環氧樹脂齒輪，連接連桿的從動輪為不銹鋼齒輪。檢查接地刀閘聯動操作機構發現，1#接地刀閘操作機構的連接桿處存在脫扣。

為保證連桿能夠自由移動范圍而不發生卡死，設計采用單端固定，雙層空心桿結構。由于內層連桿位移，導致齒輪接觸長度變短，在操作過程中，因為巨大的聯動應力，造成環氧樹脂齒輪磨損，形成連桿打滑，除操作機構直接操作的A相分斷，通過連桿操作的B/C相均未動作，對應接地刀閘沒有拉開。導致本次的變壓器絕緣電阻值為零。

對損壞的環氧樹脂齒輪進行更換并將連桿恢復到位后，調整接地刀閘至拉開狀態。再次按照表一中試驗順序1對變壓器高壓側絕緣電阻進行測量，變壓器高壓側絕緣電阻值合格。

4 結論

此次由于接地刀閘的聯動操作機構脫扣導致變壓器絕緣電阻值不合格，故障發生在設備檢修狀態。現地檢查接地刀閘的操作機構在分閘狀態，因此運行人員現場檢查時，未發現此處缺陷。如果此次故障發生后，沒有進行變壓器絕緣電阻值檢查，則很難通過其他手段發現故障。設備恢復送電時，斷路器在兩相接地狀態合閘，保護裝置的動作，會造成嚴重的接地故障，甚至引起全站停電的事故。此類問題應引起運行及維護人員足夠的重視。

GIS應用越來越廣泛，運行過程中出現的問題也逐漸顯現出來。本文所述故障由于操作機構脫扣，引起接地刀閘三相未同時打開，導致與其連接的變壓器絕緣電阻值測量不合格，此類故障較特殊，對設備維護檢修具有較大參考意義。

圖2 接地刀閘操作機構聯動操作機構整體及局部

5 建議

此次變壓器試驗高壓本體絕緣電阻值不合格，檢查結果為外部接地刀閘未拉開導致。在預防性試驗中出現試驗結果不合格時，應綜合考慮設備狀態，從多方面入手，以準確判斷并查找設備故障。

聯動操作機構脫扣說明連桿的移動范圍設定不合適，經檢查該問題為設備家族性缺陷，且該類缺陷會導致設備運行存在較大安全隱患，應采取一定的改進措施防止類似事件的發生。建議調整操作連桿的長度，并采取固定措施，保證連桿在橫向微動時不會脫落。