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，長沙 410000;3.云南電網公司昆明供電局，昆明 650000)

0 前言

GIS 內部結構非常緊湊，其對內部的絕緣要求非常嚴格。因GIS 的結構及制造工藝問題，當GIS 發生故障時，如何快速準確地對其故障部位進行診斷確定，將直接影響設備的停電范圍、時間及維修費用。本文針對一起500 kV GIS 母線內部故障失壓情況，通過解體找到了直接原因，針對現有診斷方法中的不足，提出了GIS 設備工藝結構和診斷方法的改進措施。

1 500 kV GIS 母線故障失壓情況

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

圖1 電壓互感器、電流互感器信號采取位置

2 故障診斷分析

2.1 采用排除法確認疑似故障段

2.2 通過解體確認故障

解體方法:通過壓縮波紋管200 mm 將主母線平面接觸導體拆下。為了防止伸縮節波紋管往下墜，必須用臨時支撐支著分離后的波紋伸縮節管。拆除母線單元過程中，要搭設臨時支撐架，以防止拆除過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程中留下粘接不良的缺陷后，由于運輸中受力導致產生的間隙，在長期運行局部放電作用下，最終支柱絕緣子內部貫穿性放電，并引發爆炸，導致Ⅲ段母線失壓。

3 設備存在的問題及改進措施

3.1 設備存在的問題

問題1:兩氣室共用一表監測

534 13 隔離開關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獨立氣室，但現場卻通過一根小管將兩個氣室連通，共用一個閥門控制，引下后使用一個SF6密度繼電器同時監測兩個氣室。這種安裝方式，失去了兩個獨立氣室間的止氣盆式絕緣子的存在意義。故障時，肯定會擴大設備的檢修范圍。

改進措施:根據SF6氣體設備設計及反措規定要求，將其改造成一氣室一表監測。

問題2:GIS 伸縮節波紋管的數量及設置待優化

該套GIS 伸縮節波紋管的數量及設置，未充分考慮檢修便利性。造成未發生擊穿的另外兩段GIS 母線筒也需要配合停電檢修，擴大了檢修的范圍。

改進措施:簽訂技術協議時，應從檢修的角度，在適當位置增設工藝波紋管。

問題3:未設置設備狀態觀察窗

據統計，GIS 故障多發生在絕緣件、導體連接及開關觸頭處。由于檢查方法單一，檢修效率較低。

改進措施:需在適當位置設置設備狀態觀察窗，以便于觀察開關動靜觸頭接觸情況及故障查找，縮短檢修時間。

問題4:優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。勢必會引發擴大檢修范圍、延長檢修時間等后遺癥。

改進措施:在產品設計階段，應優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。

問題5:優化斷路器布置方式

該套GIS 斷路器與主母線呈平行布置方式，一旦中相(或內側)斷路器出故障，將帶來加大檢修難度、擴大檢修范圍及延長檢修時間等問題。

改進措施:在產品設計階段，應優化斷路器布置方式。如:斷路器與三相主母線呈垂直布置方式。檢修時，便于斷路器進出。

3.2 診斷方法改進措施

1)該套GIS 由于結構原因，導致只能采取伸縮節波紋管和母線整體拆除的方法。現場必須反復調整吊點(始終找不到重心點)，加大了設備安全風險，延長了檢修時間。建議拆除前，廠家應提供整體拆除設備重心點位置、重量等參數。

2)在日常維護中，建議采用UHF 測量法，定期對GIS 設備盆式絕緣子法蘭及支柱絕緣子進行局放試驗。

3)為進一步提高GIS 絕緣件質量可信度，檢測試驗做出明確要求，延長局放試驗時間:由10 分鐘延長到30 分鐘;用X 射線探傷等試驗手段，全檢支柱絕緣子;按比例抽檢其抗彎、抗壓等強度試驗。

4 結束語

經事故檢修后的500 kV 草鋪擴變電站Ⅲ組母線已安全運行于電網。文中從安裝和檢修的角度，對暴露的問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，能提高產品質量和設備安全運行水平。

［1］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪變電站500 kV Ⅲ母GIS 現場拆解三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［2］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪變電站500 kV Ⅲ母GIS 現場恢復三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［3］中華人民共和國住房和城鄉建設部.電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗收規范(GB501 47－2010) ［S］.北京，2010，12.