1000kV榕城站500kVGIS母線交流耐壓試驗擊穿原因分析

唐斌

【摘要】特高壓榕城站一期500kVGIS耐壓試驗，A相母線一盆式絕緣子擊穿式放電，經檢查分析，與盆式絕緣子連接的觸頭表面存在凹陷和掉漆，在盆式絕緣子凸面破壞了電場分布，導致發生擊穿放電。

一、特高壓榕城站500kV配電裝置概況

1000kV特高壓榕城站一期工程500kV配電裝置采用一個半斷路器接線，建設2號主變進線、3號主變進線和榕笠Ⅰ路、榕笠Ⅱ路、川榕Ⅰ路、川榕Ⅱ路出線。一期工程建設2個完整串（第4串：榕笠Ⅱ路出線、3號主變進線;第5串：榕笠Ⅰ路出線、川榕Ⅰ路出線）和2個不完整串（第3串：2號主變進線;第6串：川榕Ⅱ路出線），并建設遠景兩個分段間隔母線側隔離開關及接地開關。

500kV配電裝置布置于站區南部，采用新東北電氣集團高壓開關有限公司生產的ZF15-550型屋外GIS設備，斷路器一字型、母線分兩側布置方式，出線全部朝南。500kV配電裝置電氣一次主接線圖如圖1所示。

圖1 500kV配電裝置電氣一次主接線圖

二、交流耐壓試驗方案

在完成500kVGIS設備現場組裝、充氣、常規交接試驗及相關準備工作后，，對500kVGIS設備進行老練、交流耐壓、帶合閘電阻開關斷口耐壓及母線PT最高運行電壓下耐壓等交接試驗。試驗前，將全部電流互感器二次繞組短路并接地，電壓互感器二次繞組開路并與主回路斷開，并解除GIS套管處已安裝的軟母線。

依據GB50150-91《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》和國家電網公司《關于加強氣體絕緣金屬封閉開關設備全過程管理重點措施》（國家電網生[2011]1223號），交接試驗時330kV～750kVGIS的交流耐壓試驗加壓值應為出廠值的90%。本工程500kVGIS設備出廠試驗電壓斷口及導體對地為740kV，現場交接試驗電壓斷口及導體對地確定為666kV。

本工程試驗采用5000V兆歐表和南京蘇特有限公司ST3958-1875/375型調頻式串聯諧振耐壓試驗裝置。

試驗程序如下：

導體對地絕緣電阻測量—→導體對地老練及耐壓試驗—→斷路器斷口對地絕緣電阻測量—→斷路器斷口耐壓試驗—→GIS電壓互感器最高運行電壓考核—→GIS出線與母線之間、母線與PT之間核相試驗

老練及耐壓試驗加壓程序：

第一階段：即“老練凈化”，目的是清除GIS內部可能存在的導電微粒、微量雜質和導體表面毛刺。對于500kV GIS，第1次施加1.1倍額定相對地電壓即317.54kV，加壓10分鐘，再降至0;第2次施加1.0倍額定相對地電壓即288.67kV，加壓5分鐘，然后直接升壓至1.73倍額定相對地電壓即500kV，加壓3分鐘，再降至0。該階段允許多次出現“老練”試驗性閃絡，在試驗過程中同時對每個氣室進行局部放電測量。

第二階段：“老練凈化”結束后進行耐壓試驗，對于500kVGIS，施加試驗電壓660kV，加壓1分鐘，再降至0。

第三階段：帶合閘電阻開關斷口耐壓試驗，開關分閘，一端接地，另一端施加試驗電壓660kV，加壓1分鐘，再降至0。

第四階段：對GIS母線PT進行5分鐘最高運行電壓下耐壓試驗及局放測量。

三、試驗過程

試驗電壓由第4串3號主變進線間隔GIS套管施加到導體。

試驗當天，先進行C相導體耐壓，317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至468.4kV發生閃絡，再次升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;C相5031、5051、5052、5062、5063開關斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。C相導體耐壓過程中閃絡屬正常現象，C相試驗合格。

B相導體耐壓，317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至467.5kV發生閃絡，再次升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;B相5031、5051、5052、5062、5063開關斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。B相導體耐壓過程中閃絡屬正常現象，B相試驗合格。

A相導體耐壓，升壓至317kV時閃絡，再次升壓至280kV閃絡、第三次升壓至217kV時閃絡，A相耐壓試驗失敗。經測量，A相導體對地絕緣電阻下降，三次閃絡發生時試驗人員均在A相母線81321單元一盆式絕緣子處聽到異響，判斷為A相母線81321單元該盆式絕緣子處發生絕緣擊穿式放電。如圖2所示。

四、對A相母線81321單元解體檢查

在回收A相母線81321單元氣室SF6氣體后，對81321單元進行解體，拆下盆式絕緣子檢查。解體過程如圖3所示。

圖2

圖3 拆下的盆式絕緣子

從圖3可以看出，在該盆式絕緣子凸面與觸頭連接處，出現由根部向外沿面放電的明顯痕跡。將觸頭拆下，如圖4所示。

圖4 觸頭

將觸頭拆下后仔細檢查，在觸頭表面發現一處明顯凹陷，同時在凹陷處發現一處絕緣漆脫落。

五、原因分析及處理

檢查該母線單元的出廠試驗報告，該母線單元出廠試驗正常，而盆式絕緣子此次發生放電的這一側，在現場組裝過程中無需解體檢查和對接。經分析認為，在母線單元運輸過程中，因路途顛簸導致該處發生松動、磕碰，導致觸頭表面出現凹陷和絕緣漆掉落，且該部位在現場組裝過程中無須解體檢查，因此未能提早發現;由于尖點在盆式絕緣子的凸面破壞了電場分布，導致現場耐壓試驗過程中發生擊穿放電。

現場更換該觸頭和盆式絕緣子，恢復安裝，重新對A相進行耐壓試驗：A相導體耐壓317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;A相5031、5051、5052、5062、5063開關斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。A相試驗合格。