1000kV榕城站500kVGIS母線交流耐壓試驗擊穿原因分析

唐斌

【摘要】特高壓榕城站一期500kVGIS耐壓試驗，A相母線一盆式絕緣子擊穿式放電，經(jīng)檢查分析，與盆式絕緣子連接的觸頭表面存在凹陷和掉漆，在盆式絕緣子凸面破壞了電場分布，導(dǎo)致發(fā)生擊穿放電。

一、特高壓榕城站500kV配電裝置概況

1000kV特高壓榕城站一期工程500kV配電裝置采用一個半斷路器接線，建設(shè)2號主變進線、3號主變進線和榕笠Ⅰ路、榕笠Ⅱ路、川榕Ⅰ路、川榕Ⅱ路出線。一期工程建設(shè)2個完整串（第4串：榕笠Ⅱ路出線、3號主變進線;第5串：榕笠Ⅰ路出線、川榕Ⅰ路出線）和2個不完整串（第3串：2號主變進線;第6串：川榕Ⅱ路出線），并建設(shè)遠景兩個分段間隔母線側(cè)隔離開關(guān)及接地開關(guān)。

500kV配電裝置布置于站區(qū)南部，采用新東北電氣集團高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的ZF15-550型屋外GIS設(shè)備，斷路器一字型、母線分兩側(cè)布置方式，出線全部朝南。500kV配電裝置電氣一次主接線圖如圖1所示。

圖1 500kV配電裝置電氣一次主接線圖

二、交流耐壓試驗方案

在完成500kVGIS設(shè)備現(xiàn)場組裝、充氣、常規(guī)交接試驗及相關(guān)準備工作后，，對500kVGIS設(shè)備進行老練、交流耐壓、帶合閘電阻開關(guān)斷口耐壓及母線PT最高運行電壓下耐壓等交接試驗。試驗前，將全部電流互感器二次繞組短路并接地，電壓互感器二次繞組開路并與主回路斷開，并解除GIS套管處已安裝的軟母線。

依據(jù)GB50150-91《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》和國家電網(wǎng)公司《關(guān)于加強氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備全過程管理重點措施》（國家電網(wǎng)生[2011]1223號），交接試驗時330kV～750kVGIS的交流耐壓試驗加壓值應(yīng)為出廠值的90%。本工程500kVGIS設(shè)備出廠試驗電壓斷口及導(dǎo)體對地為740kV，現(xiàn)場交接試驗電壓斷口及導(dǎo)體對地確定為666kV。

本工程試驗采用5000V兆歐表和南京蘇特有限公司ST3958-1875/375型調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。

試驗程序如下：

導(dǎo)體對地絕緣電阻測量—→導(dǎo)體對地老練及耐壓試驗—→斷路器斷口對地絕緣電阻測量—→斷路器斷口耐壓試驗—→GIS電壓互感器最高運行電壓考核—→GIS出線與母線之間、母線與PT之間核相試驗

老練及耐壓試驗加壓程序：

第一階段：即“老練凈化”，目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微粒、微量雜質(zhì)和導(dǎo)體表面毛刺。對于500kV GIS，第1次施加1.1倍額定相對地電壓即317.54kV，加壓10分鐘，再降至0;第2次施加1.0倍額定相對地電壓即288.67kV，加壓5分鐘，然后直接升壓至1.73倍額定相對地電壓即500kV，加壓3分鐘，再降至0。該階段允許多次出現(xiàn)“老練”試驗性閃絡(luò)，在試驗過程中同時對每個氣室進行局部放電測量。

第二階段：“老練凈化”結(jié)束后進行耐壓試驗，對于500kVGIS，施加試驗電壓660kV，加壓1分鐘，再降至0。

第三階段：帶合閘電阻開關(guān)斷口耐壓試驗，開關(guān)分閘，一端接地，另一端施加試驗電壓660kV，加壓1分鐘，再降至0。

第四階段：對GIS母線PT進行5分鐘最高運行電壓下耐壓試驗及局放測量。

三、試驗過程

試驗電壓由第4串3號主變進線間隔GIS套管施加到導(dǎo)體。

試驗當(dāng)天，先進行C相導(dǎo)體耐壓，317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至468.4kV發(fā)生閃絡(luò)，再次升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;C相5031、5051、5052、5062、5063開關(guān)斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。C相導(dǎo)體耐壓過程中閃絡(luò)屬正?，F(xiàn)象，C相試驗合格。

B相導(dǎo)體耐壓，317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至467.5kV發(fā)生閃絡(luò)，再次升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;B相5031、5051、5052、5062、5063開關(guān)斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。B相導(dǎo)體耐壓過程中閃絡(luò)屬正?，F(xiàn)象，B相試驗合格。

A相導(dǎo)體耐壓，升壓至317kV時閃絡(luò)，再次升壓至280kV閃絡(luò)、第三次升壓至217kV時閃絡(luò)，A相耐壓試驗失敗。經(jīng)測量，A相導(dǎo)體對地絕緣電阻下降，三次閃絡(luò)發(fā)生時試驗人員均在A相母線81321單元一盆式絕緣子處聽到異響，判斷為A相母線81321單元該盆式絕緣子處發(fā)生絕緣擊穿式放電。如圖2所示。

四、對A相母線81321單元解體檢查

在回收A相母線81321單元氣室SF6氣體后，對81321單元進行解體，拆下盆式絕緣子檢查。解體過程如圖3所示。

圖2

圖3 拆下的盆式絕緣子

從圖3可以看出，在該盆式絕緣子凸面與觸頭連接處，出現(xiàn)由根部向外沿面放電的明顯痕跡。將觸頭拆下，如圖4所示。

圖4 觸頭

將觸頭拆下后仔細檢查，在觸頭表面發(fā)現(xiàn)一處明顯凹陷，同時在凹陷處發(fā)現(xiàn)一處絕緣漆脫落。

五、原因分析及處理

檢查該母線單元的出廠試驗報告，該母線單元出廠試驗正常，而盆式絕緣子此次發(fā)生放電的這一側(cè)，在現(xiàn)場組裝過程中無需解體檢查和對接。經(jīng)分析認為，在母線單元運輸過程中，因路途顛簸導(dǎo)致該處發(fā)生松動、磕碰，導(dǎo)致觸頭表面出現(xiàn)凹陷和絕緣漆掉落，且該部位在現(xiàn)場組裝過程中無須解體檢查，因此未能提早發(fā)現(xiàn);由于尖點在盆式絕緣子的凸面破壞了電場分布，導(dǎo)致現(xiàn)場耐壓試驗過程中發(fā)生擊穿放電。

現(xiàn)場更換該觸頭和盆式絕緣子，恢復(fù)安裝，重新對A相進行耐壓試驗：A相導(dǎo)體耐壓317.9kV、10分鐘通過，289kV、5分鐘通過后升壓至500kV、3分鐘通過，666kV、1分鐘通過;A相5031、5051、5052、5062、5063開關(guān)斷口耐壓，直接升壓至666kV、1分鐘通過。A相試驗合格。