110KVGIS故障原因分析及應(yīng)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(guān)設(shè)備（GIS）內(nèi)部放電故障作為實例，并且通過全面而又詳細(xì)的查詢保護(hù)動作信息，現(xiàn)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(fā)生故障的類型。并且得出刀閘動觸頭固定轉(zhuǎn)動軸的相間絕緣子質(zhì)量缺陷是引發(fā)這次故障的主要原因，本文通過針對此類故障從設(shè)備運輸、安裝、試驗等方面提出了一系列的預(yù)防措施，從而有效地防止同類型的故障再次發(fā)生給人們的生產(chǎn)生活活動造成損失。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備;內(nèi)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(yōu)點。在進(jìn)行該組合電器使用的過程當(dāng)中，所需要用到的占地面積非常的小。與此同時，當(dāng)工作人員需要對該組合電器（GIS）進(jìn)行安裝維護(hù)的時候，相應(yīng)的工作量也比較小。由于一系列優(yōu)秀的特性，該組合電器在現(xiàn)代變電站中得到了越來越廣泛的使用，但是由于技術(shù)上的一系列缺陷，該電器在使用的過程當(dāng)中產(chǎn)生了各種各樣的問題。比如說會發(fā)生氣體泄漏、開關(guān)故障等等。由于該設(shè)備是一個全封閉的結(jié)構(gòu)，因此工作人員很難通過直接觀察檢查設(shè)備內(nèi)部的運行情況。該設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)問題，將會給人們的日常生產(chǎn)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(jìn)行維修。但是由于放電過程具有瞬時性以及復(fù)雜性等特點，在故障發(fā)生之前很難有效地監(jiān)測出來。因此有必要通過對故障發(fā)生的具體原因進(jìn)行全面而又詳細(xì)的探查，從而制定出一系列特定的有效措施，對提高設(shè)備運行可靠性有著非常重要的意義。

1事故發(fā)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(hù)動作，跳開關(guān)高2202、變中1102、變底522三側(cè)開關(guān)。發(fā)生故障的時候，工作人員沒有進(jìn)行任何的無關(guān)操作。事故發(fā)生后，通過對變電站之前保留的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)其他設(shè)備也沒有發(fā)生跳閘的情況。該事件的發(fā)生并沒有造成變電站發(fā)生失壓的嚴(yán)重事故，同時也并未造成一些重要的用戶以及其他負(fù)荷損失。

2現(xiàn)場檢查及故障原因分析

2.1保護(hù)動作情況

通過細(xì)致的分析后不難發(fā)現(xiàn)，該變電場在該組合電器發(fā)生故障之后采取了一系列的正確保護(hù)動作。從二號主變保護(hù)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(fā)生在主變變中母線側(cè)CT至主變變中套管之間，存在著A、B相變短路故障再發(fā)展到A、B、C三相短路故障，最大的短故障電流可達(dá)14000A。

2.2現(xiàn)場檢查情況

當(dāng)該組合電器發(fā)生故障之后，變電站的相關(guān)工作人員立即展開相應(yīng)的檢查工作。對二號主變本體以及三側(cè)開關(guān)全站的避雷器動作情況以及其他設(shè)備進(jìn)行了全面而又詳細(xì)的檢查。檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)。GIS設(shè)備的氣壓正常，并且其最重要的保護(hù)外殼外部并沒有一些異常的痕跡。主變本體以及一些相關(guān)附件的檢查也沒有發(fā)生有任何異常情況的出現(xiàn)。

該項工作進(jìn)行完成之后，工作人員還對二號主變變高變中間隔GIS設(shè)備所有的氣室進(jìn)行氣體濕度以及分解物的相關(guān)實驗。通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二氧化硫氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn)，并且比上一次的實驗數(shù)據(jù)發(fā)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(jié)果不難發(fā)現(xiàn)。當(dāng)該組合電器故障發(fā)生之后，2202、1102開關(guān)由于剛剛開始斷開短路故障電流。因此氣室內(nèi)部的六氟化氫氣體在電弧的作用下分解反應(yīng)生成了一定濃度的二氧化硫氣體。通過對分解物進(jìn)行詳細(xì)的測試后發(fā)現(xiàn)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(fā)生還原反應(yīng)。僅僅是存在著微量的超標(biāo)現(xiàn)象。通過研究發(fā)現(xiàn)，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(guān)異常發(fā)生的話，一般也不會出現(xiàn)二氧化硫氣體大幅度增加的現(xiàn)象。通過對這些現(xiàn)象進(jìn)一步總結(jié)，判定故障位置可能為11024刀閘氣室。而且很有可能是氣勢內(nèi)部的CT，GIS盤式絕緣子或者支柱絕緣子發(fā)生閃絡(luò)放電，進(jìn)而引發(fā)三相短路接地故障

2.3設(shè)備解體檢查情況

變電站安排相關(guān)工作人員對11024刀閘氣室打開安裝手孔并且進(jìn)行詳細(xì)的檢查。將外蓋打開后，發(fā)現(xiàn)11024刀閘動觸頭轉(zhuǎn)動固定轉(zhuǎn)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(dǎo)體有一些明顯被電弧燒過的痕跡，并且在氣室內(nèi)部發(fā)現(xiàn)有大量的白色粉末，而11024刀閘靜觸頭并沒有發(fā)現(xiàn)有相關(guān)的異常情況。

2.4故障原因分析

通過對實物的確認(rèn)結(jié)果。發(fā)生故障的現(xiàn)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(fā)生短路電流。由于短路電流并沒有得到適當(dāng)?shù)奶幚?，因此，進(jìn)一步發(fā)展為三相對地放電。放電的結(jié)果是使得電弧在電磁力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，進(jìn)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(dāng)中再次發(fā)生給變電站帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在GIS設(shè)備由于一系列原因需要進(jìn)行運輸?shù)臅r候，當(dāng)運送到指定變電站地點對該GIS設(shè)備進(jìn)行安裝的過程當(dāng)中，以及對該設(shè)備進(jìn)行試驗的時候，應(yīng)該著重注意以下幾大方面的問題：

首先在該設(shè)備進(jìn)行運輸?shù)倪^程當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)一步加大運輸方面的管理。如果條件允許的話，應(yīng)該在運輸?shù)倪^程當(dāng)中給相關(guān)運輸設(shè)備安裝一套完整的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。通過該動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的合理應(yīng)用，可以及時發(fā)現(xiàn)運輸過程當(dāng)中設(shè)備所受到的一些異常沖擊的情況，從而盡量避免設(shè)備在運輸?shù)倪^程當(dāng)中由于震動而發(fā)生的故障。

其次，應(yīng)該進(jìn)一步提高GIS設(shè)備安裝的質(zhì)量。在進(jìn)行安裝的過程當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)一步規(guī)范施工的工藝手段。在設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場安裝的時候，應(yīng)該指派一些專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場嚴(yán)格把控。最好有一些專業(yè)的施工隊伍，嚴(yán)格的按照GIS安裝作業(yè)指導(dǎo)書以及安裝質(zhì)量檢驗卡進(jìn)行相應(yīng)的安裝工作。避免在設(shè)備安裝的過程當(dāng)中出現(xiàn)暴力安裝的事件，從而從源頭上防止因為絕緣件質(zhì)量的問題而導(dǎo)致故障再次發(fā)生。

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

4結(jié)束語

本篇文章主要對220 k V 某站G I S 設(shè)備刀閘氣室內(nèi)部的故障原因進(jìn)行了全面而又詳細(xì)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(fā)生的位置。然后結(jié)合詳細(xì)的實驗故障濾波以及設(shè)備解體檢查的結(jié)果，對放電痕跡進(jìn)行細(xì)致的研究，最后總結(jié)出刀閘動觸頭固定轉(zhuǎn)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(jié)合自出故障分別從設(shè)備運輸、安裝、試驗等方面提出了一系列的相關(guān)預(yù)防措施，從而防止相似的是故障再次發(fā)生。

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司淮安供電分公司）