全封閉組合電器結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致的安裝隱患分析

儲宏根，張劍剛

（上海送變電工程公司，上海 200235）

0 引言

2012年9月25日深夜，某重要客戶新安裝一組220 k V全封閉組合電器（GIS）準(zhǔn)備送電投運，當(dāng)對側(cè)線路送電至本側(cè)220 k V進(jìn)線間隔電纜倉時，發(fā)生C相接地短路（通過調(diào)度故障波形分析得知），引起對側(cè)220 k V變電站內(nèi)該線路縱差保護(hù)跳閘。

本側(cè)客戶站的狀態(tài)為220 k V進(jìn)線間隔處于熱備用，進(jìn)線隔離刀合閘。線路縱差保護(hù)動作后，快速將隔離刀分閘，故未發(fā)生動作，但在故障發(fā)生的瞬間，現(xiàn)場有巨大響聲。

1 事故狀況

事故發(fā)生后，電纜運維人員對該電纜的接頭進(jìn)行檢查。通過系統(tǒng)站內(nèi)對故障錄波分析，初步判定故障點位于該客戶站進(jìn)線電纜終端附近。

2 故障位置

經(jīng)過內(nèi)窺鏡詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)放電點位于C相電流互感器筒（11）至進(jìn)線電纜筒（13）這一大氣室內(nèi)，如圖1所示。

現(xiàn)場施工人員在電纜進(jìn)線倉的側(cè)邊安裝孔，通過相機(jī)由電纜進(jìn)線筒安裝孔A向內(nèi)部導(dǎo)體過渡筒B拍攝。拍攝點為通氣絕緣盆a，內(nèi)部導(dǎo)體里側(cè)為過弧損壞的通氣絕緣盆b。檢測發(fā)現(xiàn)電弧通過絕緣盆b的內(nèi)側(cè)，經(jīng)過通氣室B聯(lián)絡(luò)導(dǎo)體向絕緣盆a延伸，并且產(chǎn)生大量有毒綠色粉末，如圖2所示，故確定故障位置在GIS內(nèi)。

圖1 GIS內(nèi)部氣室分布與結(jié)構(gòu)

圖2 拍攝通氣絕緣盆的位置

在與業(yè)主討論搶修方案后，確定分解拆除這一大氣室，查找初始放電點。拆除故障相設(shè)備后，基本確定為C相進(jìn)線間隔通氣絕緣盆b處內(nèi)側(cè)為起始放電點，電弧通過連通氣室B向通氣絕緣盆a延伸，如圖3所示，導(dǎo)致相關(guān)通氣絕緣盆及導(dǎo)體損壞。A、B、C三相氣室由于通過金屬管相連，導(dǎo)致B、C氣室受污染，需要對該線路進(jìn)線倉進(jìn)行整體更換。

圖3 解體通氣絕緣盆

3 故障分析

經(jīng)過廠方專業(yè)人員對放電痕跡與放電殘余物化學(xué)成分分析，GIS出廠及現(xiàn)場安裝、試驗流程，相關(guān)報告的檢查和整理，初步得出發(fā)生此次事故的主要原因。

1）出廠時存在細(xì)小雜質(zhì)通過導(dǎo)電脂粘附在通氣絕緣盆內(nèi)側(cè)，雖經(jīng)現(xiàn)場耐壓試驗，由于通氣絕緣盆內(nèi)側(cè)電場強(qiáng)度分布復(fù)雜，耐壓容量無法與實際電網(wǎng)沖擊相比，此雜質(zhì)并未通過試驗發(fā)覺，但在送電時暴露，導(dǎo)致通氣絕緣盆擊穿。

2）由于進(jìn)線電纜電纜溝的深度不夠，客戶站在進(jìn)行本體耐壓后，不得已拆除電纜筒氣室筒體A，以配合電纜終端安裝。通氣絕緣盆a短時間暴露于空氣，有可能灰塵在此期間飄入，污染整個大氣室。

也就是說，在做電纜耐壓試驗期間，試驗套管安裝于電纜終端上方電壓互感器（TV）位置，需要拆除聯(lián)絡(luò)GIS本體內(nèi)部的導(dǎo)體，以防止電纜耐壓損壞GIS通氣絕緣盆，所以在經(jīng)歷電纜耐壓試驗后，同樣需要開啟氣室安裝導(dǎo)體及TV，存在灰塵在此期間飄入，污染整個氣室的可能性，而且無法再實施耐壓試驗，再度進(jìn)行驗證，因為TV安裝后已無位置安裝試驗套管。再說，GIS內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣子與導(dǎo)體安裝緊密，巨大的氣室在無法進(jìn)行耐壓復(fù)驗的狀況下，無法憑借肉眼觀察或內(nèi)窺鏡檢查尋找細(xì)小灰塵的。

3）氣室內(nèi)水分含量過高或氣體本身含有雜質(zhì)，導(dǎo)致本次事故。本次安裝過程中，所有的氣瓶均經(jīng)過現(xiàn)場微水測試且注入本體后經(jīng)過專業(yè)檢測人員測試；氣瓶抽樣后送經(jīng)華東電力試驗研究院檢測，保證了氣體的質(zhì)量；事后廠方人員也將殘留物質(zhì)（樣品編號為20120060）送至專檢機(jī)構(gòu)（華東理工大學(xué)分析測試中心）進(jìn)行SF6分解物色譜分析，2012年10月19日檢測報告為沒有可疑金屬氧化物存在，故本項可以基本排除造成本次事故的原因。

4 責(zé)任與反思

GIS結(jié)構(gòu)上的缺陷，對于本次事故扮演著重要角色。對于今后購買或安裝GIS確實有借鑒意義：

1）氣室隔離的選擇，也就是通氣絕緣盆與密閉絕緣盆的選擇關(guān)系重大。GIS制造方往往為了加強(qiáng)價格上的競爭力，將GIS內(nèi)部的連通氣室擴(kuò)大，以減少生產(chǎn)成本的目的。本次事故中的設(shè)備除了母線和斷路器，制造方將其他所有電氣設(shè)備甚至電纜終端都放在一個超大氣室中。如果本次通氣絕緣盆a選擇密閉絕緣盆，將承擔(dān)大量工作量的電纜終端氣室進(jìn)行有效分割，安裝完畢只需要對氣室A進(jìn)行檢查，B、C、D氣室將保持本體耐壓前狀態(tài)，本次事故發(fā)生的風(fēng)險系數(shù)或許會降低很多。

2）大多GIS制造商將耐壓套管的安裝位置置于TV安裝位置，直接導(dǎo)致了兩個主要問題：一是，出線側(cè)TV老練試驗是否要進(jìn)行，實際上已經(jīng)沒有意義了。因為，TV進(jìn)行完老練試驗后還必須拆除，待電纜耐壓試驗完成后才可安裝，而安裝后沒有后續(xù)試驗手段證明TV是否安裝合格，因為無法再進(jìn)行試驗了。二是，制造商往往會提出電纜耐壓過程中調(diào)頻范圍過大會損傷通氣絕緣盆為由，不允許電纜耐壓通過GIS本體進(jìn)行，這就需要現(xiàn)場拆裝電纜終端支撐導(dǎo)體這一操作工序，而這一工序需要打開已完成的氣室進(jìn)行，安裝完畢后對所涉及的筒體進(jìn)行檢查和清擦，但無法通過試驗手段證實有無雜質(zhì)混入。

5 結(jié)語

通過以上分析可知，GIS施工對現(xiàn)場環(huán)境要求極高，GIS結(jié)構(gòu)上的缺陷，對于現(xiàn)場安裝往往是致命的，人為的控制手段只能將安裝風(fēng)險降低，但無法真正杜絕。所以，通過分析與總結(jié)這起事故教訓(xùn)，希望能對同行業(yè)者進(jìn)行類似結(jié)構(gòu)GIS采購及施工過程中對質(zhì)量預(yù)控點的設(shè)置、監(jiān)控有所幫助，避免再次發(fā)生同類事故。