论述220kV变电站GIS设备耐压击穿故障

论述220kV变电站GIS设备耐压击穿故障

刘金贺孙国立

（河南平芝高压开关有限公司河南平顶山467000）

摘要：GIS指气体绝缘金属封闭开关设备，它是由断路器、隔离开关、接地开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管和母线等元件直接联结在一起，并封闭在接地的金属外壳内，壳内充一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。交流耐压试验是现场检验GIS设备绝缘的有效方法，由于积累效应交流耐压试验对GIS的绝缘具有一定的破坏作用，一般只在出厂及交接或更换绝缘后进行。

关键词：220kV变电站；GIS设备；耐压击穿故障

一、故障GIS简况

故障GIS组合电器制造厂家：设备型号：ZFW20-126，2016-09出厂，2017-4交接验收。某220kV变电站110千伏甲、乙母线采用三相导电杆共箱式布置结构。

二、故障情况

2017年4月1日，对此变电站110kVGIS设备进行交接耐压试验。由于试验电源容量所限，目前在GIS交流耐压试验中多采用变频串联谐振的方法以减小试验电源的容量并防止出现大的短路电流及恢复过电压。串联谐振试验装置原理如图1所示：

加压方案如图2所示。在1间隔进线处安装耐压用出线套管。加压顺序为A、B、C相，非加压相短接接地。开始零起升压，72kV老练15分钟后升压至126kV保持3分钟，无异常后直接升至最高加压值230kV，1分钟后耐压结束，试验电压降到0V，试验结束。在试验中需要对所有断口都进行耐压试验，首先使所有刀闸及断路器处于合位并拉开接地刀闸，进行母线绝缘子的耐压试验；待一项试验结束后，逐级拉开刀闸或断开断路器并合上相应接地刀闸，分别检验刀闸断口及断路器断口耐压。

进行交流耐压试验时，B相发生击穿现象，击穿电压在110kV-180kV范围。经过现场的初步检查判断，故障点初步确定发生在110kV备用89D1刀闸左右。

为了准确判断击穿点发生的部位，制定分段试验方案，先用分段耐压法确定出故障的电气分段，再从确定出的分段中按气室用SF6气体检测仪检测出是哪个气室发生了击穿。在对110kV备用89D1刀闸左右两个气室进行气体检测，测量出右气室二氧化硫含量为110μL/L，硫化氢气体含量为32μL/L，其它相邻气室SF6气体检测无异常，初步判断故障点在110kV备用89D1刀闸右边气室绝缘盆子处有放电现象。

三、故障原因及分析

根据以往工作的经验，初步判断造成故障有二种原因。一、安装GIS管道时，有异物留在筒体内，二、筒体内的隔离绝缘子（盆式绝缘子）击穿。

为了确定分析情况是否准确，首先对该气室SF6气体进行回收，然后打开气室模块侧面的密封端盖，对GIS进行解体检查，如图3所示。经过查找，发现在母线对接处有闪络击穿痕迹，并发现有破损的绝缘胶皮。初步判断为在现场安装过程中，安装工艺不规范，造成绝缘环受损。

对故障段进行了进一步解体分析，发现B相主触头的绝缘环已经断裂，盆式绝缘子有放电痕迹，如图4所示：

主触头的绝缘环在出厂时就已经粘接牢固，在出厂前存在缺陷的可能性较小，在运输过程中受损几率也非常低。因此，故障的产生可能为主触头绝缘环在安装过程中，操作不当，使绝缘环受力受卡，造成脱胶悬挂，进行耐压试验时发生了放电现象。

四、预防措施

4.1提高现场安装质量

安装质量不良曾导致多起GIS设备内部故障，加强安装过程监督，提高安装质量可以有效降低GIS设备投运后的事故风险。事故案例表明，现场安装工艺的重要性。首先应选择管理水平高、安装工艺优良、安装业绩好的施工队伍承担安装任务，其次监理方应做好安装方案的审核，重点监督安装程序和安装工艺的符合性，同时应对安装天气记录、施工记录、各工序完成后的签字验收记录等进行详细检查。

4.2加强制造质量监督

绝缘材质不合格、绝缘部件制造质量不良以及安装工艺把控不严是造成GIS设备绝缘故障的主要原因。驻场监造过程中，以文件见证的形式，检查重要部件材质证明文件、出厂合格证和入厂检验记录，对重要安装过程应进行现场见证，严把出厂试验关，重点监督总装后的交流耐压试验和局部放电测量试验。

4.3严把交接验收和交接试验关

交接验收和交接试验是设备投运前的最后质量把关环节，应高度重视，严格按照《电气设备交接试验标准》和《五通一措》的具体要求，进行投运前各项现场试验，保证设备的初始健康水平。

结语

此110kVGIS设备耐压试验中出现主触头绝缘环破损放电的现象，这在以往耐压试验的过程中是不多见的。总结这次耐压试验中出现的故障，有产品质量问题，更主要的是在现场安装中由于安装不当而造成的。GIS设备优点不少，也存有问题，应重点加强制造质量监督、提高现场安装质量、严把交接验收和交接试验关，保证GIS设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]胡全义，秘立鹏，刘天奇，等.一起GIS设备漏气及现场交流耐压试验击穿故障分析[J].电工电气，2017.

[2]黄荣标，陈锦培.220kV变电站内GIS设备常见故障处理[J].工业，2016.

[3]邓辉，王天锷，瞿纲举.浅议GIS耐压设备试验中放电击穿保护措施[J].低碳世界，2016.

作者简介：

刘金贺（1981.06.11），性别：女；籍贯：河南漯河；民族：汉；学历：本科、学士；职称：助理工程师；职务：试验员；研究方向：高电压试验

孙国立（1985.08.11），性别：男；籍贯：河南商丘；民族：汉；学历：专科；职称：助理工程师；职务：试验员；研究方向：高电压试验；