一起220 kV GIS正母線故障原因分析

劉春青，王立勇，王立光，叢學(xué)飛（吉林松江河水力發(fā)電有限責(zé)任公司，吉林 撫松 134500）

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一起220 kV GIS正母線故障原因分析

劉春青，王立勇，王立光，叢學(xué)飛
（吉林松江河水力發(fā)電有限責(zé)任公司，吉林 撫松 134500）

〔摘 要〕介紹了某水電站電氣主接線概況和220 kV GIS正母線故障事件經(jīng)過和原因分析，指出了其預(yù)留母聯(lián)間隔B相T接固定在制造設(shè)計(jì)上存在缺陷，并提出了處理方法及防范措施，確保了GIS設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

〔關(guān)鍵詞〕GIS正母線；T接固定；金屬屑；放電

0 概況

某水電站220 kV雙母線并列運(yùn)行，1，2號主變接正母線運(yùn)行，3，4號主變接副母線運(yùn)行。該電站220 kV高壓開關(guān)、隔離開關(guān)、母線等設(shè)備為SF6封閉式組合電器（GIS），2009年9月投產(chǎn)運(yùn)行。

1 事件經(jīng)過

2010-12-10T10：50，該電站220 kV母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，1，2號主變高壓側(cè)開關(guān)均故障跳閘。經(jīng)檢查，1號主變B相故障電流值為2 202.0 A，2號主變B相故障電流值為813.0 A，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為8.3 ms，故障切除時(shí)間為50 ms。

2 原因分析

經(jīng)檢查，敞開式一次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)，正母線絕緣測試正常，初步判斷故障點(diǎn)位于GIS內(nèi)。對相關(guān)范圍內(nèi)GIS各氣室SF6分解物進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。

表1 220 kV正母線GIS氣室分解物測試報(bào)告 μL/L

GB/T8905—2008《SF6電氣設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則》中分解物質(zhì)量指標(biāo)：SOF2+SO2為12 μL/L，總分解物為50 μL/L。而220 kV正母線GM13氣室SOF2+SO2含量（64.7 μL/L）超過標(biāo)準(zhǔn)值，因此可以判斷，該氣室發(fā)生過高能電弧放電；但未檢出氫成分，說明放電不是由水分引起的。

如圖1所示，從GM13氣室打開后的情況看，本次故障為220 kV正母線預(yù)留母聯(lián)間隔B相T接處屏蔽罩對外殼放電，中間介質(zhì)為SF6氣體，支撐絕緣子（圖1中圓孔背面為支撐絕緣子）無放電痕跡，確認(rèn)放電通道由異物造成。

圖1 GM13氣室B相T接處對外殼放電

檢查發(fā)現(xiàn)故障氣室內(nèi)有少許疑似鋁質(zhì)的金屬屑（見圖2）。根據(jù)高電壓理論，金屬屑在封閉電場作用下會(huì)因感應(yīng)電荷而帶電，并在電場力的作用下產(chǎn)生振動(dòng)、懸浮、飄移，且沿電場方向排列。因故障部位是T形接頭，電場分布相對不均，屏蔽罩對地距離相對較短，故放電故障很可能是金屬屑在電場作用下不斷振動(dòng)、飄移至該處造成的。金屬屑有可能是出廠時(shí)遺留在導(dǎo)管或觸頭內(nèi)的。本次放電點(diǎn)有2處，分別位于T接兩側(cè)屏蔽罩端部，并以T接為中心對稱分布，但2點(diǎn)同時(shí)放電的概率很小，基本認(rèn)定另一處為放電電弧漂移造成的。

圖2 疑似鋁質(zhì)金屬屑及其尺寸

從內(nèi)部檢查看，制造廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，由于故障點(diǎn)T接處孔洞未設(shè)置屏蔽蓋封堵（見圖3），使該處電場分布不均，而此處容易累積雜物。這些雜物在電場作用下飄移出來造成雜物放電，最終導(dǎo)致此次故障的發(fā)生。

圖3 T形接頭設(shè)計(jì)缺陷

3 處理過程

（1） 對故障氣室內(nèi)部進(jìn)行全面清理、清潔。

（2） 拆除B相導(dǎo)體，對各T接接頭解體檢查，對導(dǎo)體及屏蔽罩放電受損部位進(jìn)行打磨修復(fù)（見圖4）。復(fù)裝后，經(jīng)測試故障部位T接各接觸電阻均合格。

（3） 與GIS設(shè)備廠家技術(shù)人員討論分析，組織運(yùn)維人員加裝T形接頭屏蔽蓋，防止類似故障的再次發(fā)生。

圖4 故障部位修復(fù)

4 防范措施

（1） 定期開展GIS氣室超聲波局放普查、超高頻局放檢測工作。超聲波局放測試對振動(dòng)信號十分靈敏，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部松動(dòng)或金屬顆粒缺陷；超高頻局放測試是通過超高頻傳感器對GIS內(nèi)部放電產(chǎn)生的超高頻信號進(jìn)行監(jiān)測的。

（2） 加強(qiáng)GIS設(shè)備安裝過程監(jiān)督管理，尤其是對設(shè)備組裝部分，要嚴(yán)把質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)，從源頭上消除設(shè)備隱患。

（3） 加強(qiáng)設(shè)備檢修管理，落實(shí)責(zé)任制，提升檢修人員質(zhì)量意識，確保檢修設(shè)備清掃、檢查全面。

5 結(jié)束語

該水電站220 kV GIS正母線故障原因較為特殊，容易被生產(chǎn)人員忽略，因此要提高生產(chǎn)人員的主體責(zé)任意識。此次設(shè)備故障事件也為其他GIS設(shè)備現(xiàn)場安裝、檢修管理敲響了警鐘。

劉春青（1981-），男，工程師，主要從事水電廠設(shè)備運(yùn)行管理，email：chunqing0@126.com。

王立勇（1976-），男，高級工程師，主要從事水電站運(yùn)行管理工作。

王立光（1983-），男，工程師，主要從事水電廠設(shè)備運(yùn)行管理。

叢學(xué)飛（1982-），男，工程師，主要從事水電廠設(shè)備運(yùn)行管理。

收稿日期：2015-10-06；修回日期：2015-11-26。

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