一起252 kV GIS設備故障分析

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，相關試驗表明故障氣室的SO2和H2S含量較高。分析認為故障的直接原因是設備安裝中出現紕漏，母線導體插入深度過短，或者限位卡箍未起作用，當線路發生接地時在電動力作用下導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）與常規敞開式高壓電器設備相比，具有占地面積和受外界環境影響小，運行可靠性高、維護工作量小、檢修周期長的特點。但GIS設備一旦出現內部故障，設備停電范圍和處理難度較常規設備大得多。因此應加強GIS設備制造、安裝、運行維護和檢測試驗，及時發現GIS異常現象并采取相應措施，避免故障發生或擴大。

1 設備故障情況

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

故障前220 kV側運行方式，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母聯開關運行，接線如圖1所示。252 kV GIS正副母線隔離開關動觸頭位于各自母線側，正副母線隔離開關靜觸頭導通，與斷路器母線側流變氣室母線側接頭構成一個“T”型結構。

2 相關檢查及試驗

現場檢查發現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相正母隔離開關氣室防爆膜未見明顯異常。

圖1 故障前的系統一次接線

201出線V相接地故障后，相應線路斷路器跳閘，導致母線系統暫態電壓升高，故障錄波器顯示母線側V相過電壓倍數是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所有氣室進行分解物測試，在對203斷路器V相正母隔離開關氣室分解物測試時，儀器顯示超量程，斷路器201，203，220 kV母聯和204的V相4個氣室分解物測試結果如表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個氣室進行復測，測試結果與表1相近。

表1 氣體分解物測試值

對故障的203斷路器V相正母隔離開關氣室進行解體時發現：氣室內有大量的灰色粉塵，附近的母線導體套筒和導體脫開，套筒軸向位移達40 mm左右，脫開的母線導體連接面燒蝕嚴重，母線導體連接面對伸縮節放電，203斷路器V相正母隔離開關靜觸頭對外殼放電，隔離開關氣室伸縮節泄漏，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相正母隔離開關附近的正母導體插入深度不夠或限位卡箍安裝不到位，導致母線導體接觸不良；

圖2 母線導體脫開

圖3 母線導體連接面對伸縮節放電

圖4 隔離開關氣室伸縮節泄漏部位

（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203出線V相正母隔離開關附近的正母導體進一步接觸不良，導體套筒發生軸向位移；

（3）導體連接面被短路電流燒蝕，引發導體連接面電場嚴重畸變。燒蝕殘留物遺留在該氣室內，引發氣室內氣體絕緣性能下降；

（4）201斷路器跳閘后，引發V相母線過電壓，并導致V相母線導體對伸縮節放電。

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

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

4 防范措施

（1）安裝時仔細核查母線套筒內導體長度及連接處插入深度，通過回路電阻測試進行檢查，應加強橫向、與廠家設計值間的比較，確保安裝質量。

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

（3）母線停電類的故障發生后，需立即對相關氣室進行SF6分解物測試，找出故障氣室，重點關注母線隔離開關氣室，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，劉文泉.一起363 kV GIS充電閃絡故障的原因分析[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，從事電力開關設備的運行管理工作。