呂 華，陳梁金，周 平，金李鳴

（1.臨安供電局，杭州 311300；2.浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014；3.湖州電力局，浙江 湖州 313000）

氣體絕緣金屬封閉開關設備（以下簡稱GIS）是一種集聯(lián)絡、控制、測量和保護于一體的高度集成化開關電器，具有占地面積小、配置靈活、受外部環(huán)境影響小等優(yōu)點，在浙江省電網(wǎng)中得到廣泛應用，近年來的設備投運增長率達25%。根據(jù)GB 7674-2008《額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》標準，為了消除未來可能導致GIS內(nèi)部故障的潛在原因，如緊固不當，處理、運輸、儲存和安裝期間的損壞，外部物體進入等，應認真檢查絕緣是否完好，安裝后應進行交流耐壓試驗[1]。在現(xiàn)場GIS交流耐壓試驗過程中常常會發(fā)生放電故障，本文結合多起案例對放電故障進行分析與判斷。

1 水平布置絕緣子的放電故障案例

GIS內(nèi)有多個盆式絕緣子用于支撐和隔斷，其中水平布置的盆式絕緣子曾在現(xiàn)場交流耐壓試驗中出現(xiàn)多次放電故障。

1.1 案例1

被試品為126kV GIS，現(xiàn)場試驗的目標電壓為184kV，試驗中出現(xiàn)放電時的試驗電壓值見表1，故障點照片見圖1。

表1 126kV GIS現(xiàn)場耐壓試驗的放電電壓記錄

從試驗及故障點查找過程的放電電壓和故障點照片分析，先是在B相和C相間發(fā)生放電，5次放電中最高放電電壓為178kV，最低為152kV，放電電壓的特點為放電電壓有所下降，且有起伏。最后導致BC相擊穿、AB相擊穿，相對地完好。

圖1 試品為126kV GIS的故障點照片

1.2 案例2

被試品為252kV GIS，現(xiàn)場試驗目標電壓368kV，試驗接線方式為A—B相間短路接地，C相加壓。加壓過程中放電電壓記錄見表2，故障點照片見圖2。

表2 252kV GIS現(xiàn)場耐壓試驗的放電電壓記錄

圖2 試品為252kV GIS的故障點照片

1.3 案例3

被試品為550kV GIS，現(xiàn)場試驗目標電壓544kV，試驗加壓過程中放電電壓記錄見表3，故障點照片見圖3。

表3 550kV GIS現(xiàn)場耐壓試驗的放電電壓記錄

圖3 550kV GIS的故障點照片

從試驗及故障點查找過程的放電電壓和故障點照片分析，7次放電中最高放電電壓為504kV，最低為223kV，放電電壓的特點為電壓下降明顯、升高不太明顯，起伏明顯。檢查發(fā)現(xiàn)有1個盆式絕緣子閃絡放電，有3條對地放電通道。

2 放電故障案例分析

以上3個案例的共同特點是放電電壓呈下降、上升再下降趨勢，放電電壓下降明顯；有多條放電通道。分析認為：

（1）水平布置的盆式絕緣子在制作或安裝過程中，容易在表面遺留微粒雜質(zhì)，造成絕緣子表面電場畸變并發(fā)生沿面閃絡放電。

（2）現(xiàn)場交流耐壓試驗通常采用串聯(lián)諧振試驗裝置，當GIS內(nèi)部發(fā)生放電時，試驗裝置跳閘，同時因放電破壞了諧振[4]，對盆式絕緣子表面損傷較?。ㄓ袝r表面雖有損傷，還能承受交流耐壓試驗），未形成貫穿性的放電通道。

（3）發(fā)生的放電對盆式絕緣子表面損傷較小，但改變了表面電場分布，再次加壓試驗時在其他因表面遺留微粒雜質(zhì)造成電場畸變的部位又發(fā)生沿面閃絡放電，且放電電壓高于第一次放電電壓。

（4）與上述（1）、 （2）2 種情況相同，盆式絕緣子表面損傷加大，再次加壓試驗時又在其他部位發(fā)生放電，直至擊穿形成破壞性放電。

3 對放電電壓趨勢的分析與判斷

現(xiàn)場交流耐壓試驗時，若GIS內(nèi)部發(fā)生放電，根據(jù)GB 7674標準應進行重復性試驗，或者為便于確定破壞性放電的位置也要進行重復性試驗。通過對數(shù)次試驗得到的放電電壓數(shù)據(jù)進行比較，可確定放電故障的性質(zhì)[5]。

3.1 放電電壓呈下降趨勢

（1）被試品為550kV GIS，現(xiàn)場試驗目標電壓544kV，試驗加壓過程中放電電壓記錄見表4，故障點照片見圖4。

表4 550kV GIS現(xiàn)場耐壓試驗時的放電電壓記錄

圖4 被試品為550kV GIS的故障點照片

從試驗及故障點查找過程的放電電壓和故障點照片分析，3次放電中最高放電電壓為361kV，最低為137kV，放電電壓的特點為下降明顯。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子閃絡放電，形成1條對地放電通道。

（2）被試品為126kV GIS，現(xiàn)場試驗目標電壓212kV，試驗加壓過程中放電電壓記錄見表5，故障點照片見圖5。

從試驗加壓過程中的放電電壓記錄和故障點照片分析，3次放電中最高放電電壓為200kV，最低為105kV，放電電壓的特點為下降明顯。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有1個盆式絕緣子閃絡放電，形成1條對地放電通道。

表5 126kV GIS現(xiàn)場耐壓試驗時的放電電壓記錄

圖5 被試品為126kV GIS的故障點照片

以上2個案例的共同特點是放電電壓呈下降趨勢且下降明顯，固體絕緣子表面出現(xiàn)了破壞性放電。

3.2 放電電壓不變或呈上升趨勢

GIS采用SF6氣體為絕緣介質(zhì)，當其內(nèi)部某處間隙承受不了試驗電壓時就會放電，試驗電壓消失后，SF6氣體自動恢復絕緣性能，再次加壓試驗后仍將放電，數(shù)次加壓放電電壓基本不變。如某550kV GIS中某間隔A相接地開關分閘不到位，動觸頭露出屏蔽罩5mm，試驗電壓升到500kV時發(fā)生閃絡，第2次和第3次加壓均在500kV發(fā)生閃絡。

GIS出廠或安裝后內(nèi)部遺留微粒雜質(zhì)的情況時有發(fā)生，加壓試驗時發(fā)生放電后，若遺留微粒雜質(zhì)被打掉，就能完成試驗并投入運行。如果遺留微粒雜質(zhì)有多處、未被打掉或換了地方，則試驗時仍會發(fā)生放電，有時放電電壓呈上升趨勢[2]。例如某252kV GIS在252kV電壓老練試驗歷時44 s和314kV電壓時放電，另一處在245kV和290kV電壓時放電，最后完成了整個試驗程序，投運至今已安全運行10年。

4 結語

國家電網(wǎng)生[2011]1223號《關于加強氣體絕緣金屬封閉開關設備全過程管理重點措施》要求：交接試驗時72.5～363kV GIS的交流耐壓值應為出廠值的100%，550～800kV GIS的交流耐壓值應不低于出廠值的90%[3]，現(xiàn)場交流耐壓試驗值有大幅提高，對GIS的制造和安裝質(zhì)量提出了更高要求。從目前情況看，現(xiàn)場交流耐壓試驗時的放電故障不可避免，因此對耐壓試驗時放電故障的性質(zhì)及類型的分析判斷十分重要。而水平布置絕緣子的放電故障放電電壓呈不規(guī)律性，甚至會出現(xiàn)數(shù)次放電后仍能按試驗程序通過的情況；現(xiàn)場一旦發(fā)生類似放電故障，檢查重點應是水平布置的絕緣子，當難以確定故障位置時建議采用內(nèi)窺鏡進行檢查。

[1]文學，李宏仁.SF6斷路器及GIS的現(xiàn)場交流耐壓試驗[J].四川電力技術，1999（6）∶13-14.

[2]王貽平.GIS現(xiàn)場交流耐壓試驗技術[J].華東電力，1998（4）∶8-9.

[3]李秀衛(wèi)，陳玉峰，王慶玉.提高GIS現(xiàn)場交流耐壓試驗標準探討[J].山東電力技術，2011（02）∶34-36.

[4]柯磊.電力電纜直流耐壓試驗分析及結果判斷[J].江西電力職業(yè)技術學院學報，2004（3）∶32-33.

[5]容亮，馮國新.220kV GIS設備現(xiàn)場耐壓試驗[J].江西電力職業(yè)技術學院學報，2006（2）∶2-4.