330kV GIS設備母線法蘭接口故障分析及處理

摘 要；通過對青海某750kV變電站330kV GIS設備母線法蘭接口處出現放電問題進行研究，分析產生過電壓原因，研究檢測法蘭對接面接觸情況的方法，掌握同型設備法蘭接觸情況，對GIS設備母線安全運行提出建議。

關鍵詞：GIS設備；法蘭接口；過電壓；接觸情況

引言

由于青藏高原惡劣的氣候條件，GIS設備以其運行安全可靠、受環境因素影響小的優勢在青海電網中廣泛應用。在GIS系統中，隔離開關、斷路器等操作，使得GIS中存在快速暫態（VFT）過程。在該過程中，由于GIS設備接地引線過長或者設備外筒接口法蘭接觸電阻過大原因，將在GIS接地的外殼上出現暫態地電位抬升現象[1]。對青海某750kV變電站330kVGIS設備母線接口法蘭處因過電壓而出現放電的問題進行研究分析，探索檢測運行設備的法蘭接口接觸是否良好的有效方法，并對防止此類問題再次發生提出可行建議。

1 故障概述及分析

青海某750kV變電站330kV交流場使用了GIS設備，330kV某間隔故障跳閘過程中，330kVⅠ母GM16氣室B相金屬法蘭接口處出現電弧火光，待電弧熄滅，對法蘭所在氣室分別進行了SF6氣體分解產物及超聲波局放檢測，結果顯示氣室內部未出現放電。

該型GIS設備法蘭接口接觸方式共三類，一是金屬法蘭直接對接連接，二是金屬法蘭夾絕緣盆子連接，三是金屬法蘭夾絕緣盆子及波紋管相連。前兩類連接方式均通過穿心螺絲實現金屬法蘭的電氣聯接，第三類連接方式通過跨接扁鐵實現金屬法蘭的電氣聯接。

對故障法蘭接口所處母線段做示意簡圖如圖1。

1.1 導通電阻測試

對b位置A、B相法蘭上12顆螺絲與a、c位置接地連板導通電阻測量，結果（m？譆）如表1。

1.2 原因分析

當GIS設備隔離開關、斷路器切合，或由于故障產生很陡的行波，引起高頻振蕩，即VFT（very fast transient），波在GIS內部傳播時經過折反射引起快速暫態過電壓VFTO（very fast transient voltage），VFTO耦合到外殼上形成暫態地電位抬升（TGPR）[2]。當接地引線過長或者法蘭接口接觸電阻過大，造成法蘭兩端電勢差較大，引起放電，損壞法蘭。

2 檢測方法研究

對GIS設備法蘭接口接觸是否良好的檢測方法進行研究，以便運維單位及時掌握法蘭接口接觸情況。

2.1 電氣方法檢測

任一段母線示意簡圖如圖2。

對于任一法蘭接口接觸電阻進行測試，以R2為例，所測電阻值為R2與紅線所標回路的并聯值，且測量回路中并聯了眾多紅線標示回路類似的回路，且為保證運行設備安全無法將接地回路全部打開，并聯回路無法屏蔽，根據并聯電路阻值計算原理，只要測量的回路中存在任一回路電阻值較小，則實際測量值也將較小，所以無法通過電氣方法對法蘭接口接觸電阻進行測量。

2.2 紅外精確檢測

對該站330kV GIS設備接口法蘭進行紅外精確檢測，共發現五例法蘭接口異常溫升情況，現舉其中一例作說明分析。

330kVⅠ母A相（靠近#3352斷路器處）法蘭接口紅外精確成像測試），該處最高溫度達28.3℃，最低溫度達20.8℃，環境溫度15℃，最大溫差7.5℃，局部景象測試，該處最高溫度達21.6℃，最低溫度達16.1℃，環境溫度10℃，最大溫差5.5℃。

2.3 法蘭接口流過電流檢測（表2）

第二類法蘭接口流過電流均較小，也未發現異常溫升，第一類法蘭接口均流過一定的電流，存在多處異常溫升，異常溫升由法蘭對接面接觸不良引起。第三類法蘭接口流過較大的電流，因裝有四支跨接扁鐵，法蘭接口接觸電阻較小，未發現異常溫升。

3 結論

GIS設備母線筒純金屬法蘭對接面多存在接觸不良問題。

GIS設備斷路器分合或故障時，易在接觸電阻過大的法蘭接口處引起過電壓，損壞法蘭接口，引起GIS設備內部氣體泄漏，造成GIS設備故障停運。

通過基于電平調節的紅外精確成像檢測方法可及時發現法蘭接口接觸電阻過大的缺陷。

4 建議

對GIS設備母線筒純金屬法蘭對接面，加裝專用跨接扁鐵，減少通過法蘭面的電流，降低法蘭接口處發熱功率，同時避免法蘭接口處產生過電壓。

目前國內外對母線筒流通電流的研究多集中于單段母線筒的環流及渦流[3]方面，對于多段母線筒連接后的流通電流研究較少，建議可以與相關機構合作對該領域進行研究。

參考文獻

[1]陳灝.GIS外殼環流和暫態地電位升高的研究[D].北京：北京交通大學，2011：1-4.

[2]鐘連宏.GIS 暫態地電位升高的計算與分析[J].高電壓技術，2000，26（6）：43.

[3]施圍.GIS母線外殼環流與暫態地電位升高現象研究[J].特稿專遞，2008，36（1）：11-12.