110KVGIS故障原因分析及應對措施

崔偉

摘要：本文以某個變電站110 kV絕緣金屬封閉開關設備（GIS）內部放電故障作為實例，并且通過全面而又詳細的查詢保護動作信息，現場檢查以及試驗分析和返廠解體檢查，最終確定了故障的位置以及該點發生故障的類型。并且得出刀閘動觸頭固定轉動軸的相間絕緣子質量缺陷是引發這次故障的主要原因，本文通過針對此類故障從設備運輸、安裝、試驗等方面提出了一系列的預防措施，從而有效地防止同類型的故障再次發生給人們的生產生活活動造成損失。

關鍵詞：GIS設備;內部放電;故障原因;措施

引言：

六氟化硫氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）有著很多方面的優點。在進行該組合電器使用的過程當中，所需要用到的占地面積非常的小。與此同時，當工作人員需要對該組合電器（GIS）進行安裝維護的時候，相應的工作量也比較小。由于一系列優秀的特性，該組合電器在現代變電站中得到了越來越廣泛的使用，但是由于技術上的一系列缺陷，該電器在使用的過程當中產生了各種各樣的問題。比如說會發生氣體泄漏、開關故障等等。由于該設備是一個全封閉的結構，因此工作人員很難通過直接觀察檢查設備內部的運行情況。該設備一旦發現問題，將會給人們的日常生產生活帶來極大的困擾，維修工作會非常的困難。近些年來人們采用了一系列的方法手段對該組合電器進行維修。但是由于放電過程具有瞬時性以及復雜性等特點，在故障發生之前很難有效地監測出來。因此有必要通過對故障發生的具體原因進行全面而又詳細的探查，從而制定出一系列特定的有效措施，對提高設備運行可靠性有著非常重要的意義。

1事故發生概述

在2018年8月3號14時56分零五秒。某個變電場的主變A、B、C三相組一、組二差動速斷、比率差動保護動作，跳開關高2202、變中1102、變底522三側開關。發生故障的時候，工作人員沒有進行任何的無關操作。事故發生后，通過對變電站之前保留的數據進行分析后可以發現其他設備也沒有發生跳閘的情況。該事件的發生并沒有造成變電站發生失壓的嚴重事故，同時也并未造成一些重要的用戶以及其他負荷損失。

2現場檢查及故障原因分析

2.1保護動作情況

通過細致的分析后不難發現，該變電場在該組合電器發生故障之后采取了一系列的正確保護動作。從二號主變保護動作情況以及對故障的錄播情況來看，故障點有很大可能發生在主變變中母線側CT至主變變中套管之間，存在著A、B相變短路故障再發展到A、B、C三相短路故障，最大的短故障電流可達14000A。

2.2現場檢查情況

當該組合電器發生故障之后，變電站的相關工作人員立即展開相應的檢查工作。對二號主變本體以及三側開關全站的避雷器動作情況以及其他設備進行了全面而又詳細的檢查。檢查結果發現。GIS設備的氣壓正常，并且其最重要的保護外殼外部并沒有一些異常的痕跡。主變本體以及一些相關附件的檢查也沒有發生有任何異常情況的出現。

該項工作進行完成之后，工作人員還對二號主變變高變中間隔GIS設備所有的氣室進行氣體濕度以及分解物的相關實驗。通過實驗結果發現，二氧化硫氣體的質量分數遠遠超出正常標準，并且比上一次的實驗數據發生了大幅度的增加情況，與此同時還有一些其他的異常情況。

通過試驗的結果不難發現。當該組合電器故障發生之后，2202、1102開關由于剛剛開始斷開短路故障電流。因此氣室內部的六氟化氫氣體在電弧的作用下分解反應生成了一定濃度的二氧化硫氣體。通過對分解物進行詳細的測試后發現所生成的二氧化硫氣體由于時間比較短，還沒有被吸附劑吸收和發生還原反應。僅僅是存在著微量的超標現象。通過研究發現，刀閘氣室并不能夠正常的分和電流以及短路故障電流。如果這一部分并沒有相關異常發生的話，一般也不會出現二氧化硫氣體大幅度增加的現象。通過對這些現象進一步總結，判定故障位置可能為11024刀閘氣室。而且很有可能是氣勢內部的CT，GIS盤式絕緣子或者支柱絕緣子發生閃絡放電，進而引發三相短路接地故障

2.3設備解體檢查情況

變電站安排相關工作人員對11024刀閘氣室打開安裝手孔并且進行詳細的檢查。將外蓋打開后，發現11024刀閘動觸頭轉動固定轉動軸A、B之間的瓷絕緣子炸裂。不僅如此，還有一部分是碎片掉落到氣室的底部。1102是地道近觸頭以及附近的導體有一些明顯被電弧燒過的痕跡，并且在氣室內部發現有大量的白色粉末，而11024刀閘靜觸頭并沒有發現有相關的異常情況。

2.4故障原因分析

通過對實物的確認結果。發生故障的現象以及與和故障錄波圖非常的吻合。A、B相之間由于一系列因素的影響，率先發生短路電流。由于短路電流并沒有得到適當的處理，因此，進一步發展為三相對地放電。放電的結果是使得電弧在電磁力的作用下發生轉動，進而在支撐框架上留下了多處被燒焦的痕跡。

3防范措施

為了避免類似的故障，在今后變電站運行的過程當中再次發生給變電站帶來巨大的經濟損失。在GIS設備由于一系列原因需要進行運輸的時候，當運送到指定變電站地點對該GIS設備進行安裝的過程當中，以及對該設備進行試驗的時候，應該著重注意以下幾大方面的問題：

首先在該設備進行運輸的過程當中，應該進一步加大運輸方面的管理。如果條件允許的話，應該在運輸的過程當中給相關運輸設備安裝一套完整的動態監控系統。通過該動態監控系統的合理應用，可以及時發現運輸過程當中設備所受到的一些異常沖擊的情況，從而盡量避免設備在運輸的過程當中由于震動而發生的故障。

其次，應該進一步提高GIS設備安裝的質量。在進行安裝的過程當中，應該進一步規范施工的工藝手段。在設備進行現場安裝的時候，應該指派一些專業的技術人員進行現場嚴格把控。最好有一些專業的施工隊伍，嚴格的按照GIS安裝作業指導書以及安裝質量檢驗卡進行相應的安裝工作。避免在設備安裝的過程當中出現暴力安裝的事件，從而從源頭上防止因為絕緣件質量的問題而導致故障再次發生。

在GIS設備運行的過程當中，應該定期不定期的對GIS設備進行隱患以及缺陷方面的檢查。與此同時變電站還應該定時安排一些工作人員對該設備的正常運行進行檢查。從而隨時了解GIS設備的運行工況。

4結束語

本篇文章主要對220 k V 某站G I S 設備刀閘氣室內部的故障原因進行了全面而又詳細的分析，并且通過一系列的診斷性試驗初步確定了故障所發生的位置。然后結合詳細的實驗故障濾波以及設備解體檢查的結果，對放電痕跡進行細致的研究，最后總結出刀閘動觸頭固定轉動軸的相間絕緣相子的缺陷是造成這次故障最為主要的因素。與此同時，結合自出故障分別從設備運輸、安裝、試驗等方面提出了一系列的相關預防措施，從而防止相似的是故障再次發生。

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（作者單位：國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司）