王茂國，石成國，李永

（包鋼股份工程服務(wù)公司 包鋼動供總廠，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

目前，電力是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活使用最為廣泛的能源，我國非常的重視電網(wǎng)建設(shè)。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國逐漸加大電網(wǎng)方面的投資力度，并且逐漸的完善變電站建設(shè)，確保人民可以正常用電。GIS 設(shè)備本身具有的諸多優(yōu)勢，使得其在變電站之中得到廣泛的應(yīng)用，但是我們也不能忽視在日常運行環(huán)節(jié)GIS 設(shè)備因為各種因素的影響導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，最終影響變電站的正常工作。

1 GIS 組合電器的簡介與優(yōu)缺點分析

GIS 一般是由斷路器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、互感器、連接件、母線等共同組成，這一部分設(shè)備或者是部件全部封閉在金屬接地外殼中形成了一個間隔，其內(nèi)部存在一定壓力的SF6氣體，屬于絕緣介質(zhì)。一個GIS間隔之中包含了諸多設(shè)備，這一種緊湊的設(shè)計優(yōu)點相對突出，但是同樣也存在一定的問題，所以只有合理的分析其優(yōu)缺點，才可以制定相應(yīng)的故障維修技術(shù)措施。

1.1 優(yōu)點分析

第一，小型化。GIS 選擇SF6 作為絕緣與滅弧介質(zhì)，這樣就可以減少占地面積。第二，可靠性高。因為GIS組合電器帶電部分都被封閉在SF6 氣室之中，不會受到外部環(huán)境太大的影響，并且內(nèi)部的隔離開關(guān)、斷路器以及接地開關(guān)之間都是相互連鎖的。第三，安全性較高。因為GIS 封閉在接地的金屬殼之中，所以也不會存在觸電危險。SF6屬于不燃?xì)怏w，沒有火災(zāi)危險。第四，帶電部分屬于金屬殼體封閉，對于靜電和電磁進行屏蔽，抗電磁干擾能力強，并且噪音小。第五，安裝周期短。在工廠中進行GIS 整機的裝配、調(diào)試，等待試驗合格之后，利用單元或者是間隔的形式直接運送到現(xiàn)場。第六，維護方便，但是檢修周期較長。由于GIS 結(jié)構(gòu)的布局較為合理，SF6 氣體滅弧能力較強，因為延長了使用壽命，也有利于日常的維護。

1.2 缺點分析

第一，價格昂貴，會提升變電站整體投資。第二，一旦發(fā)生事故，就可能導(dǎo)致被迫停電現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴(yán)重時還會進一步加大停電面積，而事故處理難度較大，耗費的時間較長。第三，SF6屬于惰性氣體，無毒，但是要比氧氣重，泄漏之后就會在低洼之處聚集，可能導(dǎo)致運行人員窒息。第四，當(dāng)GIS 出現(xiàn)絕緣擊穿事故的時候，其內(nèi)部會有電弧產(chǎn)生，在高溫高壓的作用下，SF6 會分解為硫化氫、氟化氫等劇毒物質(zhì)，并且附著在母線等設(shè)備的表面之上，如果不留心就可能威脅檢修人員的健康。第五，GIS 整體的密封會導(dǎo)致局部放電和內(nèi)部發(fā)熱的故障出現(xiàn)，如果不能及時的處理，就會引發(fā)絕緣擊穿等事故。第六，為了避免外殼感應(yīng)電觸電，對于GIS 接地以及變電站接地的要求就偏高。

2 71#變電所110kV GIS故障分析

2.1 事故現(xiàn)象

2018年7月1日14點05分，83#變電所鋼冶I回距離II段保護動作跳閘，故障相別為A、B相，短路位置測距為3．3km。71#變電所鋼冶I回及所帶110kV I、II段母線，2#主變，35kV II段、10kV II段及配出失電。

鋼冶I回故障跳閘影響4#高爐、鋼管公司1#鑄機、煉鋼廠5#鑄機、動供總廠6#、7#空壓站，跳閘同時，引起83#變電網(wǎng)波動，影響煉鐵廠一燒、三燒，煉鋼廠6#鑄機，長材1#、3#線，軌梁1#、2#線。

2.2 處理經(jīng)過

事故發(fā)生后，動供總廠立即按照事故應(yīng)急預(yù)案及事故處理流程組織設(shè)備檢查及恢復(fù)送電，于14點56分恢復(fù)10kV II段母線送電，16點43分恢復(fù)10kV II母全部饋出線路送電；16點47分恢復(fù)35kV II段母線送電，17點23分恢復(fù)35kV II母全部饋出線路送電。同步安排供電線纜部對鋼冶I回架空線路全線進行巡視檢查；安排工程服務(wù)公司動供電氣作業(yè)部對鋼冶I回83變、71變兩側(cè)進行保護傳動，對71#變側(cè)110kV I、II母GIS間隔SF6氣體成分進行測試，對110kV I、II母母線、110kV 1#、2#PT、分段與配出按規(guī)程進行耐壓試驗。

2.3 原因分析

（1）鋼冶I回架空線路全線無異常。

（2）71#變電所110kV GIS 組合電器外觀檢查無異常、無異味、無放炮痕跡、無發(fā)熱，對所有間隔氣室SF6氣體成分進行檢測，其中110kV 1#PT 間隔避雷器氣室CO含量為103．5ul/L，純度91．68%，試驗結(jié)論為：分解物含量很高，內(nèi)部存在高能量局部放電，引起固體絕緣材料分解，盡快停電處理（2016年12月15日，71#變110kV 1#PT SF6氣體成分測試，CO含量為25．1ul/L，純度99%，試驗結(jié)果合格）。

（3）對110kV I、II母及相關(guān)設(shè)備進行耐壓檢測，結(jié)果為110kV 1#PT與避雷器共用間隔耐壓不合格。

（4）鋼冶I回兩側(cè)保護復(fù)查正常。結(jié)論：初步判斷為110kV 1#PT避雷器故障，具體故障元件待解體后進一步確認(rèn)。

（5）解決措施：①根據(jù)GIS運行年限及運行狀況，制定大修計劃。②對于運行年限超過10年的GIS設(shè)備內(nèi)避雷器及絕緣易損件制定更換計劃。③結(jié)合我廠GIS設(shè)備運行年限，按負(fù)荷重要情況，已經(jīng)上報72#、73#、75#變電所GIS技改計劃，但未批準(zhǔn)。我廠根據(jù)費用情況，制定110kV設(shè)備改造計劃，2018年計劃對74#變電所110kV設(shè)備進行改造。④針對GIS設(shè)備，修訂檢測項目、周期及標(biāo)準(zhǔn)。

3 71#變電所進一步分析與技術(shù)防范措施

110kV GIS 組合電器一般經(jīng)三階段，逐步演變?yōu)楣收?，首先局部輕微放電，SF6氣體逐步分解產(chǎn)生其他分解物，然后絕緣逐步降低，引發(fā)故障。

（1）針對局部放電，可以定期進行局放檢測，使用GIS 局部放電在線測試儀過超高頻電磁波（UHF，又稱特高頻法）及超聲波（AE，又稱聲發(fā)射法）體外傳感原理，實現(xiàn)局部放電的檢測和定位，適用于對GIS組合電器的絕緣缺陷進行在線檢測和診斷，對110kV GIS 組合電器輕微放電異音可在幾秒內(nèi)得到測試結(jié)果，是開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測及故障診斷的有效手段；也可以安裝實時局放檢測儀，建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實時動態(tài)監(jiān)測。

（2）針對SF6氣體可以開展定期氣體成分檢測，根據(jù)氣體含量與純度分析，可以檢查分解物含量是否超標(biāo)，判定內(nèi)部是否存在高能量局部放電；也可以安裝實時氣體成分檢測儀，建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實時動態(tài)監(jiān)測。

（3）定期做絕緣檢測耐壓試驗，根據(jù)每年耐壓數(shù)據(jù)判斷絕緣劣化趨勢。