小型水电站110kVGIS封闭母线放电故障分析

小型水电站110kVGIS封闭母线放电故障分析

罗宗益

广东梅雁吉祥水电股份有限公司三龙水电站广东梅州514000

摘要：气体绝缘全封闭组合电器，简称GIS，是电力系统的重要组成部分，对其故障展开分析具有十分重要的意义。本文结合本水电站110kVGIS封闭母线放电的故障展开了分析，结合其故障原因，提出了相应的处理措施。

关键词：水电站；GIS；故障；处理措施

随着人们对电能质量及稳定性要求的日益提高，GIS在电力系统中得到越来越广泛的应用。GIS具有占地面积小、可靠性高、灵活方便、安全性强等优点，其安全运行关系到电力系统的安全和稳定。若GIS出现故障，可能会导致大规模停电，带来巨大的损失。基于此，笔者展开了相关介绍。

1.设备概况

本水电站110kVGIS（气体绝缘金属封闭开关设备）为ZF4-126X型设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、三相母线筒、单相分支线、电压互感器、电流互感器、套管、电缆终端、避雷器、伸缩节等元件，组合电器主接线采用单母线接线方式。

2.故障概况

2016-04-25，1号发电机运行状态，有功功率为12MW，21：19：49，中央控制室上位机报“1号主变纵差保护动作，开关站1号主变高压侧1181断路器A相合闸信号复归，开关站1号主变高压侧1181断路器C相分闸信号动作，1号机发电状态复归，1号机空载状态动作，1号机电气故障。”

3.故障排查

3.1外观检查

检查发现，1号主变压器高压侧1181断路器、低压侧601断路器三相均已跳闸，1号主变压器保护柜差动保护动作指示灯亮，主变压器高压侧GIS进线左侧第1段过渡封闭母线底部有明显放电痕迹，见图1。

图1过渡封闭母线放电位置

3.2解体检查

进一步解体检查，发现放电发生在导体连接触头与罐体之间，在罐体内壁有喷溅灼伤痕迹，绝大多数融化的电极在罐体下部形成片状固体，罐体内部飘落很多放电时产生的粉尘，见图2，触头屏蔽罩烧毁、电极融化，见图3。

图5电位移矢量分布图

在进行GIS现场安装及充放SF6气体过程中，会将部分粉尘颗粒带入罐体内。GIS投运后，罐体内的粉尘颗粒在电场力的作用下向电场较强的触头区域移动。随着设备运行时间增加，越来越多的粉尘颗粒聚集在触头或悬浮其附近，进而产生微弱的局部放电。随着局部放电的发展，触头局部放电区域产生导电粒子浓度逐渐变大，当这些导电粒子扩散到高压电极与罐体之间，气体的绝缘强度逐渐降低，最终在高电压作用下气体被击穿形成电弧，产生较大的瞬时短路电流，烧毁了触头连接，并在罐体内表面产生放电痕迹。

5.处理措施

（1）做好安全防护措施并明确人员可活动范围，设置隔离带，装设遮拦并悬挂标示牌。

（2）回收SF6气体及解体设备。拆除气体管路、阀门，拆除跨接波纹管的短接板、三相短接排；压缩母线波纹管，拆解共箱封闭母线及内部导体，清理罐体及波纹管内部波纹。

拆卸与主母线气体管路连通的分相母线，检查内部粉尘情况并清理，如内部无粉尘，其他两相母线无须开罐检查；更换故障母线，用高纯氮气清洗气体管路、阀门，按照拆解的逆顺序回装，回装过程中要严格保持GIS设备的清洁度。确保法兰和封盖表面不能有灰尘，清洁法兰金属密封面，用真空吸尘器清洁气体间隔，检查凹槽和密封面是否损坏；在导体的连接过程中，不允许灰尘或金属粉末进入组件，接触面不应有损伤，清除导体表面残留的油脂，涂上一层薄薄的凡士林。

（3）更换吸附剂及密封圈。

（4）更换吸附剂后立即抽真空。抽真空至40Pa，继续抽0.5h，停泵2h后检查真空，不大于133Pa即为合格。

（5）充额定压力SF6气体。注气前应对每瓶SF6气体作微水检测；充气时必须使用减压阀，不能用气瓶直接充气；充气时要用专用的清洁管路；充气时先拧开SF6气瓶，放出少许气，以免将空气充入GIS设备内。

6.检修效果

故障处理后，对重新注气的气室进行SF6气体检漏、微水试验，气室无漏气且微水含量满足规程要求。随后进行耐压试验，耐压顺利通过。设备投运后，定期对相关设备进行巡检，无异音、无异味，保护及指示信号均正常。

7.结语

综上所述，GIS在高压、超高压以及特超高压等领域中得到广泛应用，若其出现故障，将会危害到电力系统运行的安全和效益。本文对一起GIS封闭母线故障展开了分析，通过采取有效的措施进行处理，该设备恢复正常运行，对类似故障处理具有一定的参考价值。

参考文献：

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[3]郭雷,张海杰,陈仁刚,刘况.一起220kVGIS设备内部放电故障分析及处理措施[J].电气技术,2016(01):127-130+133.