黃麗嬌 蘇東青

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一起126kV GIS內(nèi)部放電故障分析及處理

黃麗嬌 蘇東青

泉州電業(yè)局

該文以處理一起室外126kV GIS內(nèi)部放電故障為例，分析了故障的原因，并闡述了GIS設(shè)備內(nèi)部放電故障處理的基本流程和工藝要求。

GIS 內(nèi)部放電 處理流程 檢修工藝

0 引言

SF6全封閉組合電器簡(jiǎn)稱GIS，室外126kV GIS為三相共箱式結(jié)構(gòu)，就是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線進(jìn)出套管的一次設(shè)備，優(yōu)化組合成一個(gè)整體，并封閉于金屬殼內(nèi)，在金屬殼內(nèi)充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)。GIS運(yùn)行可靠性高、維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)，故障率較低，但GIS中的SF6氣體可能存在泄漏、外部水分的滲入、含有導(dǎo)電雜質(zhì)等，其內(nèi)部絕緣件(包括盆式絕緣子、絕緣支座和絕緣拉桿等)也可能會(huì)存在質(zhì)量不良、安裝不當(dāng)或老化等因素。這些因素都可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)故障。由于GIS是全密封結(jié)構(gòu)，設(shè)備緊湊復(fù)雜，肉眼是無(wú)法判斷內(nèi)部故障情況，所以處理故障的難度和工藝較常規(guī)高壓電氣設(shè)備大得多，這是變電檢修工人新的學(xué)習(xí)研究課題。

1 故障情況分析

某變電站的110kV戶外式GIS，設(shè)計(jì)為二段母線運(yùn)行，某日Ｉ段母差保護(hù)動(dòng)作引起Ｉ段母線失壓，事故發(fā)生后對(duì)掛在Ｉ段母線上的GIS氣室做SF6氣體分解物試驗(yàn)，當(dāng)檢查到111饋線Ｉ段母線側(cè)CT室如圖1所示時(shí)，發(fā)現(xiàn)SF6氣體分解物H2S≥1000μL/L，而正常SF6氣體分解物H2S（20℃）≤2μL/L。通常在以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備中，只有在發(fā)生放電性和過熱性故障時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致SF6氣體分解產(chǎn)生H2S等分解物，通過試驗(yàn)說明該CT室已有放電。

圖1 放電位置

為了進(jìn)一步證實(shí)該CT室的放電情況，進(jìn)行了開蓋并用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)氣室內(nèi)已有大量SF6氣體分解物，CT與I段母線隔離開關(guān)盆式絕緣子處有明顯放電痕跡，如圖2所示。根據(jù)分析的結(jié)果確定，111饋線Ｉ段母線側(cè)CT室三相放電短路，引起Ｉ段母差保護(hù)動(dòng)作，必須更換CT。

圖2 放電燒傷位置

2 故障處理流程圖

GIS設(shè)備故障現(xiàn)場(chǎng)處理過程比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)處理必須遵照GB 50147-2010《電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)六氟化硫密封式組合電器和廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定現(xiàn)場(chǎng)處理的流程如圖3所示。

圖3 故障處理流程圖

3 工藝要求

（1）環(huán)境和SF6氣體要求：檢修工作選擇在天氣晴好的環(huán)境下進(jìn)行，相對(duì)濕度小于80％。此外，測(cè)試新的SF6氣體微水含量應(yīng)≤68μL/L。

（2）筒體組裝的技術(shù)要求：裝配前首先檢查密封槽面不能有劃傷劃痕、銹蝕，密封面要用純酒精清潔，并用杜邦擦拭紙擦干凈；所有拆下的密封墊必須全部更換，新密封墊應(yīng)清潔干凈，無(wú)氣泡和劃痕，在密封槽內(nèi)涂適量的密封脂，含硅的密封脂不可涂在有SF6氣體的接觸面上。法蘭連接或封蓋時(shí)，密封面的螺絲應(yīng)用力矩扳手對(duì)角均勻緊固。

（3）吸附劑安裝的要求：吸附劑安裝前，應(yīng)將吸附劑放入烘箱中300℃烘干4h以上，裝入包裝袋，放入設(shè)備內(nèi)，吸附劑安裝好后要立即對(duì)該氣室抽真空。

（4）抽真空及充SF6氣體的技術(shù)要求：充SF6氣體前必須把真空抽至小于133Pa后，停下真空泵靜置一段時(shí)間再抽3～4h，這樣就可以利用真空狀態(tài)使設(shè)備內(nèi)的水分汽化, 把微水抽出。當(dāng)觀察氣室真空度無(wú)變化時(shí)，停止抽真空。抽真空結(jié)束后，以緩慢的速度把SF6氣體充至額定壓力，充氣結(jié)束后用SF6氣體檢漏儀檢測(cè)各密封部位是否漏氣。SF6氣體靜止24h后檢測(cè)含水量不大于150μL/L。

（5）耐壓試驗(yàn)的技術(shù)要求：耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)試品進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量。GIS上所有電流互感器的二次繞組應(yīng)短路并接地。同時(shí)應(yīng)將出線避雷器和線路PT與主回路斷開，并可靠接地。

4 故障處理

(1)檢修工作前制定詳細(xì)的緊急消缺施工方案，備好汽吊車（含吊帶）、檢修工作所需要的SF6氣體回收裝置、主回路電阻測(cè)試儀、開關(guān)特性測(cè)試儀、CT特性測(cè)試儀、局部放電儀（超聲波、超高頻）、吸塵器、檢漏儀、烘箱（300℃）等輔助設(shè)備和工器具。

(2)準(zhǔn)備盆式絕緣子1個(gè)，CT導(dǎo)電桿3支、全套密封圈1套，以及枕木（用于安放拆下罐體）、新SF6氣體（50kg）、高純氮?dú)?100kg、防毒面具、吸附劑、清潔劑(酒精、丙酮、密封膠、防水膠、吸附劑）等輔消材料。

(3)現(xiàn)場(chǎng)的安全措施：應(yīng)將111饋線間隔轉(zhuǎn)入檢修狀態(tài)，Ｉ段母線轉(zhuǎn)檢修，合上母線接地開關(guān)。

(4)為防止設(shè)備故障后SF6氣體分解產(chǎn)生的有毒氣體傷害檢修人員和破壞環(huán)境，應(yīng)先用SF6氣體回收裝置對(duì)故障CT室氣體進(jìn)行回收，然后對(duì)氣室充氮?dú)膺M(jìn)行清洗。由于故障的CT在母線側(cè)，處理時(shí)必須把相關(guān)的設(shè)備移開一定的距離，所以應(yīng)分別回收該饋線間隔線路隔離開關(guān)、接地開關(guān)氣室、線路側(cè)CT的SF6氣體至30kPa，斷路器氣室和1段母線側(cè)隔離開關(guān)氣室SF6氣體回收至零表壓?；厥站€路隔離開關(guān)氣室和線路側(cè)CT的SF6氣體，是為了下一步的斷路器退出。回收斷路器氣室的SF6氣體是為了進(jìn)行CT的更換?；厥眨啥文妇€側(cè)隔離開關(guān)氣室的SF6氣體是為更換CT與Ｉ段隔離開關(guān)氣室之間的盆式絕緣子。

(5)拆解該饋線間隔線路隔離開關(guān)、接地開關(guān)、CT接線盒二次接線。

(6)用吊車選擇合適的起吊點(diǎn)，把線路隔離開關(guān)（含套管）和線路側(cè)CT單元，保持起吊平穩(wěn)向外移如圖4所示，并用臨時(shí)支架支撐，吊裝后暴露于空氣中的設(shè)備做好防塵處理。起吊后工作人員撤離現(xiàn)場(chǎng)30min。

圖4 吊裝示意圖

(7)將斷路器水平退出300mm以上（機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次線無(wú)需拆除），起吊前移開斷路器氣室中的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分。拆母線側(cè)CT的具體操作，先拆解斷路器與CT的連接面，拆除CT三相導(dǎo)電桿后將CT筒拆除（CT二次線拆除）再進(jìn)行CT筒的起吊，從而進(jìn)行盆子的更換。具體操作如圖5所示。

圖5 吊裝CT筒子及更換CT盆子

(8)全面清理Ⅰ段母線側(cè)CT氣室的內(nèi)部粉塵、筒壁的毛刺，防止運(yùn)行時(shí)發(fā)生再次的放電現(xiàn)象。然后依次恢復(fù)該間隔各個(gè)氣室與導(dǎo)體的安裝。更換吸附劑、封蓋、抽真空、注入合格SF6氣體至額定壓力。恢復(fù)二次接線，并進(jìn)行主回路電阻、斷路器、CT特性、微水（組分、純度）測(cè)試，工頻老煉耐壓、局部放電試驗(yàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

該次故障是由于CT氣室頂部的密封膠脫落造成的內(nèi)部放電，造成停電范圍大，在處理時(shí)浪費(fèi)大量人力物力，雖然故障和制造質(zhì)量有關(guān)，但我們應(yīng)從中吸取教訓(xùn)，在今后的GIS安裝或檢修中，不但要提高檢修工藝，并要有高度的責(zé)任心，不能忽略每個(gè)細(xì)節(jié)。

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