某電廠 500kV GIS內絕緣子擊穿故障分析及處理

中圖分類號：TM855 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)14-0174-04

Abstract: This paper introducesa trip accident caused byan internal insulator breakdown failure in a 500kV GIS.Based onthercording of the tripswitch，theactionreportofthe fielddevice，the humidityandcompositionanalysis of SF gas in the GIS，andtheinsulationresistancemeasurement，thelocationofthefailedgaschamberwasdetermined.Theinternalbreakdown failureoftheinsulatorinthegaschamberwasanalyzedthroughdisassembly，andthecauseofthefailurewasdiscussdand analyzed.AhandovertestwascarredoutontheGISafterthereplacementofanewinsulator，andcorespondingsuggestions were put forward for subsequent GIS operation and maintenance and fault handling.

Keywords: GIS; insulator; SF AC withstand voltage; processing

GIS因為其結構緊湊、占地面積和空間體積小、運行安全、安裝和維護工作量小、檢修周期長的優(yōu)點，廣泛應用于電力系統(tǒng)中。絕緣子是GIS內部的重要組成部分，它起到隔離氣室、支撐導體保持對地絕緣的作用。GIS若發(fā)生故障，會導致事故影響面廣、處理周期長等問題，對電網(wǎng)安全運行造成重大影響。如何避免GIS設備事故，以及在面對突發(fā)性事故時如何分析與處理，受到相關工作人員重視。本文介紹一起 500kV GIS跳閘事故調查，并通過原因分析，解體等找到故障，及時更換內部絕緣子，并順利完成交接試驗，為以后此類事故的處理提供借鑒。

1事故概述

2024年4月5日15時41分12秒，某廠3號主變高T區(qū)發(fā)生B相單相故障，5011、5012開關跳閘。相關部位主接線圖如圖1所示，3號主變高T區(qū)A套短引線保護為南京南瑞繼保電氣有限公司PCS-922N，B套短引線保護為國電南京自動化股份有限公司PSL-608U，A套變壓器保護為南京南瑞繼保電氣有限公司PCS-985BT-H2，B套變壓器保護為國電南京自動化股份有限公司DGT-801UB， 500kV 斷路器保護為南京南瑞繼保電氣有限公司PCS-921A-N，CT變比為 4000/1 。

作者簡介：朱石煉(1992-)，男，工程師，生產(chǎn)科技部副部長。研究方向為繼電保護、勵磁、絕緣專業(yè)實際應用、故障分析。

2 保護動作情況

2.1 動作時序

5011、5012開關動作情況見表1。

2.2 錄波分析

5011、5012開關保護錄波有明顯故障特征，B相故障電流一次值達 16.16kA，5012 開關保護電壓在故障期間跌落至 開關錄波圖分別如圖2、圖3所示。

5012開關保護電壓取自出線PT；5011開關保護電壓取自3號主變高壓側 PT 。5011開關錄波圖中故障時的電壓三相相位相同，大小相同，是故障時的感應電壓。

3 故障點定位

經(jīng)分析，判斷故障點存在于3號主變高T區(qū)，一次設備外觀檢查未見異常，各 SF₆ 氣室壓力正常。經(jīng)過絕緣監(jiān)測、T區(qū)各氣室氣體成分分析見表2，判斷故障點位于5氣室。各氣室包含的設備示意及GIS故障區(qū)域外觀分別如圖4、圖5所示。

5氣室法蘭面，放電點位于5氣室與10氣室間的氣隔絕緣子。該絕緣子設備型號為TAB550，為西門子2005年的產(chǎn)品。現(xiàn)場解體圖片如圖6所示。

4故障處理

注：現(xiàn)場分解物超過參考值需引起注意： SO₂?3μL^?L^-1 0

將5氣室中已擊穿的絕緣子拆除，并換上備用絕緣子，并于4月8日上午11：00對相關氣室重新?lián)Q氣，待氣體靜止24h后進行試驗，以檢驗該設備絕緣性能是否滿足投運條件。

根據(jù)測量結果，5氣室的 SO₂，H₂S，CO 含量超標，判斷故障點位于5氣室。回收相關氣體氣體，打開

在氣體靜止 24h 后，首先進行耐壓前相關氣室的氣體組分分析，各相關氣室的結果均正常，滿足耐壓條件，具體數(shù)據(jù)見表3。

在氣體滿足耐壓條件后，對GIS進行交流耐壓試驗，具體加壓程序如圖7所示。

交流耐壓過程中，無擊穿、無閃絡，且未檢測到明顯局部放電信號，耐壓結束后，進行相關氣室的氣體組分分析，各相關氣室的結果均正常，具體數(shù)據(jù)見表4。

上述試驗結果表明該間隔耐壓通過，絕緣性能符合送電條件，最終在4月10日點合環(huán)運行，上午11：203號機成功并網(wǎng)。

5GIS運行維護建議

本文對一起 500kV GIS盆式絕緣子閃絡擊穿故障的發(fā)現(xiàn)過程、原因分析，以及后期的處理情況進行說明，對GIS后續(xù)的運行、維護提出建議。

注：現(xiàn)場分解物超過參考值需引起注意： SO₂?3μL^?L^-1

運維人員應嚴格按照DL/T596—2021《電力設備預防性試驗規(guī)程》，以及《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(2023版）》中的規(guī)定，對GIS內各氣室定期進行SF₆ 氣體組分和濕度測量。

運維人員應定期對各氣室進行運行狀態(tài)下的局部放電測量，若出現(xiàn)異常情況，應結合 SF₆ 的組分分析結果綜合分析。

對于新建的GIS，業(yè)主方應加強GIS的出廠監(jiān)造和現(xiàn)場GIS安裝等方面的把關。GIS廠家應針對安裝的每一環(huán)節(jié)制定安裝質量監(jiān)督控制措施，并全程參與現(xiàn)場安裝指導，提高現(xiàn)場安裝質量。

參考文獻：

[1]靳英 .220kV GIS 故障原因分析及處理[J].電工技術，2014(8):28-29，37.

[2]劉忠海 .220kV GIS母線柱式絕緣子事故分析與改進[J].湖南電力，2005，25(4):54-55

[3]孫洪健.絕緣子擊穿導致失電的事故分析[J].農(nóng)村電工，2019，27(9):48.

[4]郭守峰，侯立東.某電廠 500kV GIS盆式絕緣子閃絡故障處理及分析[J].機電設備，2014，31（1)：30-32.

[5]李永強，柯林，王能.一起 500kV GIS盆式絕緣子閃絡擊穿故障原因分析[J]機電設備，2018(6)：67-70.