GIS封闭母线放电故障原因分析及处理

GIS封闭母线放电故障原因分析及处理

王超孔维栋刘付占

（国网山东省电力公司枣庄供电公司山东枣庄277100）

摘要：全封闭组合器（GIS）故障多为绝缘性故障，而局部放电则是发生绝缘故障的主要表现形式。GIS封闭母线在运行的过程中，一旦发生放电故障，直接影响了整个电网的安全、可靠性运行。因此，必须要明确放电故障原因，并对其进行有针对性的处理。本论文以GIS封闭母线放电故障为研究对象，对其进行了详细的研究和分析。

关键词：全封闭组合器；放电故障；原因；处理

为了最大限度满足社会生产和生活的用电需求，全封闭组合器（GIS）在电力系统中得到了广泛的而应用。在具体应用的过程中，GIS具有占地面积小、可靠性高、灵活方便、安全性较强的优势。在电力系统中，一旦GIS在运行的过程中，出现放电故障，就会导致电网出现大规模停电的现象，直接影响了整个电网的可靠、稳定和安全运行。

一、GIS封闭母线放电故障案例分析

以某变电站为例。本变电站220KVGIS为ZF4-252型设备，主要包括隔离和接地开关、断路器、三相母线筒、电压和电流互感器、单相分支线、套管、避雷器、电缆终端、伸缩节等原件，其组合电器主要采取双母线分段接线方式。

2018年3月18日，该变电站中的1号变压器运行状态为154MW，22：09：41，变电站控制室上位机报“1号主变纵差保护动作，开关站的1号主变高压侧201断路器A相合闸信号复归，开关站1号主变高压侧201断路器C相分闸信号动作，1号变压器的电态复归、控在动作、电气故障”

二、GIS封闭母线放电故障原因分析

1、故障排查

为了进一步明确GIS封闭母线放电故障原因，特按照以下步骤对其进行了详细的排查：

第一、外观检查

对该变电站外观进行了详细的检查，结果显示：该变电站中的1号变压器高压侧的201断路器、低压侧的801断路器均出现跳闸的现象，且变压器保护柜的差动保护动作指示灯变亮，进线左侧第1段的过渡段封闭母线处出现了明显的放电痕迹[1]。

第二、解体检查

对其进行外观检查之后，接着对其进行更加深入的解体检查。检查结果显示：放电发生部位在导体连接触头和罐体之间，且罐体内壁出现了喷溅灼伤的痕迹，并且在罐体下部存在融化电级而形成的片状固体，并且罐体的内部含有大量的因为放电现象而产生的粉尘。同时，在对触头进行检查中，发现触头的屏蔽罩被烧毁、电极被融化掉。

2、原因分析

经过外观和解体检查之后，对其本次故障发生的原因进行了分析，结果发现导致本次放电故障的主要原因为GIS不够清洁，致使电极间的粉尘很颗粒被电弧击穿，从而产生放电故障现象。

具体来说，GIS在现场安装、以及充放SF6气体的过程中，部分的粉尘颗粒也会随之带入到罐体内。当GIS在运行的过程中，所带进去的粉尘颗粒等杂志就会受到电场力的作用，使其向电场较强的触头区进行移动。在这种情况下，伴随着用电设备运行的时间不断增加，就会致使越来越多的、大量的粉尘颗粒聚集在触头附近区域，进而产生微弱的局部放电现象。在局部放电现象的进一步发展，放电区域的导电离子会逐渐出现变大的现象，当其逐渐扩散到高压与罐体之间，气体绝缘强度就会逐渐出现下降的现象，最终在高电压的作用下，形成电弧，并产生较大的短路电流，进而导致其产生放电现象[2]。

三、GIS封闭母线放电故障解决措施

针对导致GIS封闭母线放电故障所产生的原因，笔者认为可从以下几方面，采取有效的处理措施：

第一、做好相应的安全防护措施，并通过设置隔离带、遮拦、悬挂标识牌等方式，对其进行保护，并明确相关人员的活动范围。

第二、对SF6气体、解体设备进行回收。并将气体管路、阀门等进行拆除，同时还要对跨接波纹管的短接板、三相短接排就行拆除，并对内部的母线波纹管进行压缩，对共箱封闭母线、内部导体等进行拆解。最后，还要对罐体、波纹管内部的波纹管内部的波纹进行清理。

第三、将与主母线气体管理连通的分相母线进行拆卸，并对其内部的粉尘情况进行详细的检查。如果检查结果显示内部并不存在粉尘，则其他两相母线也不需要开罐检查；如果检查结果显示内部存在粉尘，则要对其进行彻底清理；对于发生故障的母线，则要进行更换处理，并利用纯氮气对相应的设备、装置等进行清洗，清洗完成之后还必须要严格按照拆解的顺序将其安装起来。同时，在安装的过程中，必须要确保GIS设备保持高度的清洁[3]。尤其是对法兰和封盖进行检查，确保其不能存在灰尘。在对其进行清洁的过程中，还要利用真空吸尘器对气体的间隔进行清洁，对其凹槽和密封面进行检查，看其是否存在损坏的现象；在对导体进行连接的过程中，也必须要做好控制灰尘、金属粉末进入组间内部的现象，将接触面上的残留油脂进行清除，并涂上凡士林。

第四、对内部的吸附剂、密封圈进行更换。

第五、吸附剂更换之后，立即对其进行真空抽取。在进行真空抽取的时候，一直到40Pa，再继续抽半个小时，停止后两个小时，再次对真空进行检查，如果检查结果显示真空≤133Pa，即表示合格。

第六、充额定压力SF6气体。在进行SF6气体注气之前，必须要对气体进行微水检测。并且在充气的过程中，必须要利用减压阀的方式，而避免直接用气瓶进行充气。同时，在充气的过程中，必须要利用专门的清洁管路，以免设备内部不清洁的现象；最后，在进行充气的时候，要先将其瓶盖打开，放出少许的气体之后，再进行充气，以免有空气随之进入到设备中，进而对其运行产生影响。

四、检修效果

对其放电故障进行处理之后，又对重新注气的气室进行了SF6气体检漏、微水试验。检查结果显示：气室内部并无出现漏气等现象，且微水检查结果显示内部微水含量满足规章的相关要求；接着对其进行耐压试验，耐压顺利通过。最后，设备投运之后，并定期对相关的设备进行巡检，结果显示无异音、无异味、保护以及指示灯信号显示正常[4]。

结束语

综上所述，GIS作为电力系统中最为重要的组成部分，其运行安全直接关系到电力系统的安全和稳定。但是GIS设备在运行中，极容易因为不清洁等因素产生放电故障，因此，必须要对其进行详细的排查，明确故障发生的原因，并采取有针对性的解决措施，进而保证GIS设备的安全运行。

参考文献：

[1]张春龙，任仲伟，唐上吉，etal.GIS封闭母线放电故障原因分析及处理[J].内蒙古电力技术，2018（3）.

[2]黄颖，张喻，罗利云，etal.一起220kVGIS母线气室局部放电分析[J].江西电力，2016，40（6）.

[3]金立军，张明锐，刘卫东.GIS局部放电故障诊断试验研究[J].电工技术学报，2005，20（11）.

[4]孙曙光，陆俭国，俞慧忠，etal.110kVGIS局部放电故障定位技术的研究[J].电测与仪表，2012，49（6）：10-14.